门座起重机金属结构疲劳强度研究
发布时间：2021-09-29 08:32
门座起重机,在国民经济许多部门得到了广泛的应用。由于其工作环境恶劣,载荷复杂,致使其主要受力构件常出现意想不到的开裂,造成巨大的经济损失和人员伤亡事件。在对多起门座起重机金属结构事故事后分析中,可以看到:裂纹总是在事故发生之前就产生了,并且随着时间的推移,裂纹不断扩展。当裂纹扩展到一定程度,便使得金属结构发生致命性的破坏。而伴随金属结构故障的发生,我们总是可以看到疲劳破坏在这一过程中的重大影响。金属结构的疲劳与裂纹之间是否存在着一定程度的对应关系呢?本文以门座起重机金属结构为研究对象,对此问题加以探讨。本文运用参数化技术对门座起重机的运行过程加以参数化建模,并对整机结构进行疲劳分析;利用Visual C++软件绘制整机的疲劳云图,并将疲劳计算结果与裂纹的调查统计数据加以比较,找出它们之间存在的关系。具体工作如下:1)用ANSYS的内部命令和APDL语言建立门座起重机金属结构有限元模型,这是最为基础也是至关重要的一个环节;2)分析结构的强度,以确定裂纹的产生以及构件的断裂并不是由于结构的强度不够而产生的;3)确定疲劳载荷以及疲劳分析方法;4)分析门座起重机结构的疲劳计算结果。以计算出来的...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳破坏断口形貌
武汉理工大学硕士学位论文槽花样(如图2一2)，这是裂纹扩展时留下的微观痕迹。每一条疲劳纹可以看作是一次应力循环裂纹扩展的距离。裂纹扩展的方向与纹带垂直。在疲劳断裂的断口分析中常利用疲劳纹之间的距离分析疲劳裂纹的扩展速率。应当注意的是虽然疲劳纹是疲劳断口最典型的微观特征，但并不是在每种疲劳断口上均可观察到明显的疲劳纹。一般来说，塑性较好，如滑移系较多的面心立方金属Al、Cu及其合金中，其疲劳纹往往比较明显;而滑移系较少或组织状态比较复杂的钢铁材料其疲劳纹往往比较短、小，甚至看不出疲劳纹。图2一2疲劳纹形貌图2一3脆性疲劳纹形貌在塑性较差的金属材料中，其疲劳断口上常产生脆性疲劳纹，也称为解理疲劳纹。与韧性疲劳纹相比，脆性疲劳纹的特征在于把解理台阶和疲劳纹两种特征结合在一起(如图2一3)。裂纹扩展的特点不是由于塑性变形
武汉理工大学硕士学位论文图2一5所示是多晶体镍中同一位置在不同循环次数时的金相照片，其中的黑色围线是晶粒边界。由图2一5可见，经历了104次循环后，只有少数几处出现滑移，滑移线细，表示其深度较浅，用电解抛光将表面去除几个微米，这些浅滑移线可以消除。随着循环次数的增加，滑移线(或滑移带)越来越密集，越来越粗(深)，如图2一s(c)中到 27x104次循环时所示。(a)一04次循环 (b)5x104次循环(e)27xlo4次循环图2一5循环载荷作用下多晶体镍中滑移的发展应当注意
【参考文献】：
期刊论文
[1]门座式起重机焊接件疲劳破坏的成因及其修复、维护措施[J]. 汪洪峰,王立涛,张光胜,王来平,吴孔银,叶欢. 焊接技术. 2006(04)
[2]门座起重机金属结构疲劳寿命测试与估算[J]. 盛延忠,李兆锐. 起重运输机械. 2004(01)
[3]试论防疲劳断裂设计技术[J]. 陈爱闽,马华,李生录,吴伟,周杰. 水利电力机械. 2002(06)
[4]概率疲劳破坏寿命特性研究综述[J]. 邬华芝,高德平,郭海丁. 湖北工学院学报. 2002(04)
[5]抗疲劳制造技术的研究现状与发展趋势[J]. 张 明,王 珉,左敦稳. 机械设计与制造. 2002(02)
[6]国外疲劳研究及应用领域的新发展[J]. 刘德刚,王凤洲,林春虎. 铁道车辆. 2001(09)
[7]起重机钢结构疲劳试验及疲劳设计研究[J]. 李之中,卢薇. 山西科技. 2001(04)
[8]深圳市港口起重机安全状况及分析[J]. 运向勇. 起重运输机械. 2000(01)
[9]港口门座起重机金属结构的故障分布(英文)[J]. 赵章焰,孙国正. 武汉交通科技大学学报. 1999(06)
[10]起重机钢结构的疲劳计算[J]. 周志鳌,曲季浦. 起重运输机械. 1992(12)
博士论文
[1]机械承载结构裂纹诊断、控制与维修方法的研究及应用[D]. 赵章焰.武汉理工大学 2001
硕士论文
[1]基于ANSYS的岸边集装箱桥式起重机参数化仿真及疲劳分析[D]. 程凤.武汉理工大学 2007
[2]起重机设计规范中的结构疲劳强度验算研究[D]. 马林霞.上海海事大学 2005
[3]门座起重机支撑圆筒的故障诊断及基于MSC.Fatigue的门架结构疲劳有限元分析[D]. 王宏波.武汉科技大学 2005
[4]桥式起重机主梁疲劳寿命研究[D]. 杨先勇.武汉科技大学 2005
[5]起重机结构安全性评价系统及基于有限元法的可靠性研究[D]. 单海云.武汉理工大学 2004
[6]四种起重机规范结构疲劳设计的对比研究[D]. 单葆郁.上海海事大学 2003
[7]铸造起重机主梁结构的疲劳寿命研究[D]. 吴小珍.武汉科技大学 2003
[8]港口门座起重机故障分析及振动监测技术应用研究[D]. 石万祥.武汉理工大学 2002
[9]40t-43m门座式起重机金属结构的状态监测[D]. 李勋.武汉理工大学 2002
[10]门座起重机金属结构故障诊断与管理集成化系统的研究与开发[D]. 殷成凤.武汉理工大学 2002
本文编号：3413399
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳破坏断口形貌
武汉理工大学硕士学位论文槽花样(如图2一2)，这是裂纹扩展时留下的微观痕迹。每一条疲劳纹可以看作是一次应力循环裂纹扩展的距离。裂纹扩展的方向与纹带垂直。在疲劳断裂的断口分析中常利用疲劳纹之间的距离分析疲劳裂纹的扩展速率。应当注意的是虽然疲劳纹是疲劳断口最典型的微观特征，但并不是在每种疲劳断口上均可观察到明显的疲劳纹。一般来说，塑性较好，如滑移系较多的面心立方金属Al、Cu及其合金中，其疲劳纹往往比较明显;而滑移系较少或组织状态比较复杂的钢铁材料其疲劳纹往往比较短、小，甚至看不出疲劳纹。图2一2疲劳纹形貌图2一3脆性疲劳纹形貌在塑性较差的金属材料中，其疲劳断口上常产生脆性疲劳纹，也称为解理疲劳纹。与韧性疲劳纹相比，脆性疲劳纹的特征在于把解理台阶和疲劳纹两种特征结合在一起(如图2一3)。裂纹扩展的特点不是由于塑性变形
武汉理工大学硕士学位论文图2一5所示是多晶体镍中同一位置在不同循环次数时的金相照片，其中的黑色围线是晶粒边界。由图2一5可见，经历了104次循环后，只有少数几处出现滑移，滑移线细，表示其深度较浅，用电解抛光将表面去除几个微米，这些浅滑移线可以消除。随着循环次数的增加，滑移线(或滑移带)越来越密集，越来越粗(深)，如图2一s(c)中到 27x104次循环时所示。(a)一04次循环 (b)5x104次循环(e)27xlo4次循环图2一5循环载荷作用下多晶体镍中滑移的发展应当注意
【参考文献】：
期刊论文
[1]门座式起重机焊接件疲劳破坏的成因及其修复、维护措施[J]. 汪洪峰,王立涛,张光胜,王来平,吴孔银,叶欢. 焊接技术. 2006(04)
[2]门座起重机金属结构疲劳寿命测试与估算[J]. 盛延忠,李兆锐. 起重运输机械. 2004(01)
[3]试论防疲劳断裂设计技术[J]. 陈爱闽,马华,李生录,吴伟,周杰. 水利电力机械. 2002(06)
[4]概率疲劳破坏寿命特性研究综述[J]. 邬华芝,高德平,郭海丁. 湖北工学院学报. 2002(04)
[5]抗疲劳制造技术的研究现状与发展趋势[J]. 张 明,王 珉,左敦稳. 机械设计与制造. 2002(02)
[6]国外疲劳研究及应用领域的新发展[J]. 刘德刚,王凤洲,林春虎. 铁道车辆. 2001(09)
[7]起重机钢结构疲劳试验及疲劳设计研究[J]. 李之中,卢薇. 山西科技. 2001(04)
[8]深圳市港口起重机安全状况及分析[J]. 运向勇. 起重运输机械. 2000(01)
[9]港口门座起重机金属结构的故障分布(英文)[J]. 赵章焰,孙国正. 武汉交通科技大学学报. 1999(06)
[10]起重机钢结构的疲劳计算[J]. 周志鳌,曲季浦. 起重运输机械. 1992(12)
博士论文
[1]机械承载结构裂纹诊断、控制与维修方法的研究及应用[D]. 赵章焰.武汉理工大学 2001
硕士论文
[1]基于ANSYS的岸边集装箱桥式起重机参数化仿真及疲劳分析[D]. 程凤.武汉理工大学 2007
[2]起重机设计规范中的结构疲劳强度验算研究[D]. 马林霞.上海海事大学 2005
[3]门座起重机支撑圆筒的故障诊断及基于MSC.Fatigue的门架结构疲劳有限元分析[D]. 王宏波.武汉科技大学 2005
[4]桥式起重机主梁疲劳寿命研究[D]. 杨先勇.武汉科技大学 2005
[5]起重机结构安全性评价系统及基于有限元法的可靠性研究[D]. 单海云.武汉理工大学 2004
[6]四种起重机规范结构疲劳设计的对比研究[D]. 单葆郁.上海海事大学 2003
[7]铸造起重机主梁结构的疲劳寿命研究[D]. 吴小珍.武汉科技大学 2003
[8]港口门座起重机故障分析及振动监测技术应用研究[D]. 石万祥.武汉理工大学 2002
[9]40t-43m门座式起重机金属结构的状态监测[D]. 李勋.武汉理工大学 2002
[10]门座起重机金属结构故障诊断与管理集成化系统的研究与开发[D]. 殷成凤.武汉理工大学 2002
本文编号：3413399
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