大型起重机械结构应力监测关键技术研究

发布时间：2017-04-28 09:02

  本文关键词：大型起重机械结构应力监测关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机金属结构是起重机的骨架，用于装置起重机的机械、电气设备，承受和传递作用在起重机上的各种载荷。起重机设计过程中，虽然引入了许多载荷系数，具有一定的强度安全系数。但因起重机受力复杂，且在设计中进行了结构简化，，使得一些在理论上能满足使用要求的构件，在使用过程中发生塑性变形甚至折弯的事故。金属结构的破坏会对起重机的安全运行造成重大影响，其安全可靠性非常重要。应力应变测试是发现金属结构故障是一种行之有效的方法。论文的主要工作如下： （1）论文分析了国内外应力检测方法与应力检测关键技术研究。针对应力检测现存的问题进行探讨，分析了影响结构应力的主要原因。研发了一套结构应力实时监测系统，并对应力监测过程中可能出现的误差提出修正方法。 （2）建立四连杆组合臂架门座式起重机的有限元模型。本文需要多幅度多回转角度下的起重机模型，利用参数化的建模方法进行建模。对参数化建模思想和建模语言进行了研究。建模以后加载自重，求解得到各幅度各回转角度下测点的仿真自重应力，为误差修正提供数据。 （3）分析温度变化对起重机应力监测的影响。重点分析了太阳辐射作用对结构的影响，仿真得到夏季和冬季不同时刻结构表面的温度分布情况，进行温度-结构耦合得到温度变化对结构应力的影响。 （4）提出基于TDC测试系统的温度补偿方法和基于仿真自重应力的误差修正方法。分析了各种数据拟合方法和服务器中数据比较算法，为应变系统的误差修正做好理论上的准备。 （5）本文还设计了结构应力监测系统，主要包括服务器程序设计，数据库存储程序设计和客户端界面设计。实现了对起重机终端数据的采集，数据接收存储，数据显示，应力监测中的误差修正及数据分析等功能。最后，对监测系统进行性能试验，论证了系统的可靠性和实用性。
【关键词】：结构应力 温度应力 ANSYS仿真 误差修正 监测系统
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题背景10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 国内外应力监测的研究现状及发展趋势11-19
• 1.2.1 金属结构应力测试方法国内外研究现状11-18
• 1.2.2 起重机械金属结构应力监测现存的问题18-19
• 1.3 主要研究内容19-20
• 第2章 门座式起重机自重应力研究20-31
• 2.1 参数化设计与语言介绍20-22
• 2.1.1 参数化设计20-21
• 2.1.2 参数化语言21-22
• 2.2 结构的有限元设计22-27
• 2.2.1 坐标系与工作平面22-23
• 2.2.2 四连杆组合臂架的参数化23-27
• 2.3 自重应力计算27-30
• 2.3.1 自重应力的模拟计算27-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 温度场对起重机械监测应力的影响31-41
• 3.1 温度场对结构监测误差的影响31-32
• 3.1.1 温度变化对应变仪器的影响31-32
• 3.1.2 温度变化对结构的影响32
• 3.2 短期温度场效应对大型起重机械的应力影响32-40
• 3.2.1 太阳辐射下结构应力计算的边界条件计算32-37
• 3.2.2 仿真得到结构表面温度值37-38
• 3.2.3 仿真结果分析38-40
• 3.3 长期温度场效应对大型起重机械的应力影响40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 应变监测的误差修正方法研究41-51
• 4.1 应变监测中误差产生原因分析41-42
• 4.2 温度补偿方法研究42-44
• 4.2.1 现有的补偿技术介绍42
• 4.2.2 基于 TDC 测试系统的补偿方法42-44
• 4.3 误差修正方法研究44-50
• 4.3.1 数据处理算法介绍44-47
• 4.3.2 误差修正方法的具体实施47-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 结构应力监测系统研究51-72
• 5.1 系统功能分析与整体设计51-52
• 5.1.1 系统功能分析51
• 5.1.2 系统总体设计51-52
• 5.2 系统硬件组成52-55
• 5.2.1 应变测量硬件设计52-53
• 5.2.2 电源模块硬件设计53-54
• 5.2.3 运行参数测量硬件设计54
• 5.2.4 温度测量硬件设计54-55
• 5.3 系统软件组成55-69
• 5.3.1 服务器数据接收存储模块55-60
• 5.3.2 数据库设计60-63
• 5.3.3 客户端界面设计63-69
• 5.4 监测系统的性能测试69-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 本文的主要研究成果72
• 6.2 展望与发展72-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间科研项目和论文情况77

【参考文献】

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本文编号：332488