起重机桁架臂疲劳全寿命评估与分析

发布时间：2017-05-19 14:13

  本文关键词：起重机桁架臂疲劳全寿命评估与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机是工业生产中不可或缺的重要设备。桁架臂式起重机是起重机的重要组成部分,应用非常广泛,而其疲劳寿命评估问题日益成为亟待解决的工程难题。由于桁架臂式起重机圆管臂架(以下简称“圆管臂架”)结构中弦杆和腹杆相贯连接,结构复杂,承载时应力多为复合应力,难以精确计算,在使用寿命方面存在安全隐患,因此对其进行疲劳寿命评估具有重要意义。 本文从疲劳破坏的过程出发,基于实测载荷谱,对圆管臂架进行了疲劳裂纹形成寿命评估和疲劳裂纹扩展寿命评估,建立了评估算法,并根据实例对疲劳裂纹形成寿命的影响因素和裂纹扩展寿命进行了研究与分析。本文主要工作如下： (1)运用局部应力应变法和修正Neuber法,建立圆管臂架的疲劳裂纹形成寿命评估算法,并对载荷谱的循环计数的程序实现进行说明。 (2)根据臂架结构特点和安全性要求,以断裂力学为基础,构建裂纹扩展寿命的评估准则,并对弦杆和腹杆相贯处的应力强度因子的计算进行修正。 (3)对QLYS25HZ起重机臂架进行有限元分析,依据强度和实际经验确定典型工况；结合分析结果,对该臂架进行现场应变测试试验,获得疲劳危险部位的应力谱。 (4)根据实测载荷谱,对QLYS25HZ起重机臂架进行疲劳裂纹形成寿命和疲劳裂纹扩展寿命评估,求得疲劳全寿命。 (5)计算不同因素影响下的疲劳裂纹形成寿命,分析影响因素的影响规律和大小,并提出实际建议；根据裂纹扩展寿命的计算,分析裂纹扩展的过程和初始裂纹长度的影响。 本文针对圆管臂架的寿命评估建立了疲劳裂纹全寿命评估算法,能方便、合理的评估臂架寿命,为疲劳寿命评估提供了新的思路。
【关键词】：起重机桁架臂 裂纹形成寿命 局部应力应变法 裂纹扩展寿命 断裂力学法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH21;O346
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 桁架臂式起重机概述9-11
• 1.1.1 起重机简介9-10
• 1.1.2 桁架臂式起重机特点10-11
• 1.2 疲劳寿命评估现状11-13
• 1.2.1 疲劳的研究发展11-12
• 1.2.2 疲劳的破坏12-13
• 1.2.3 疲劳寿命评估方法13
• 1.3 桁架臂式起重机臂架疲劳寿命评估现状13-14
• 1.4 本文的研究内容14-16
• 1.4.1 选题背景和意义14-15
• 1.4.2 课题研究内容15-16
• 2 疲劳裂纹形成寿命评估16-27
• 2.1 局部应力-应变法16-19
• 2.1.1 基本原理16
• 2.1.2 循环应力-应变曲线与滞后环曲线16-18
• 2.1.3 局部应力应变的计算18-19
• 2.2 循环计数的实现与损伤计算19-23
• 2.2.1 载荷谱的处理19-20
• 2.2.2 循环计数的实现20-22
• 2.2.3 损伤计算22-23
• 2.3 疲劳累积损伤理论23-24
• 2.4 裂纹形成寿命的评估及算法验证24-26
• 2.4.1 裂纹形成寿命的评估24
• 2.4.2 裂纹形成寿命评估算法的验证24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 疲劳裂纹扩展寿命评估27-40
• 3.1 断裂力学理论27-30
• 3.1.1 裂纹的基本类型27-28
• 3.1.2 裂纹扩展的过程28-30
• 3.2 载荷谱的处理30-31
• 3.3 疲劳裂纹扩展寿命模型31-34
• 3.3.1 安全疲劳寿命评估准则31-32
• 3.3.2 安全疲劳寿命的计算32-34
• 3.4 疲劳裂纹扩展寿命评估的实现34-39
• 3.4.1 应力强度因子的简化算法34-38
• 3.4.2 Miner疲劳累积损伤理论38-39
• 3.4.3 疲劳裂纹扩展寿命的评估39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 QLYS25HZ起重机臂架现场应变测试试验40-47
• 4.1 QLYS25HZ起重机简介40-41
• 4.2 起重机现场应变测试试验41-43
• 4.3 测试试验数据分析43-46
• 4.4 本章小结46-47
• 5 QLYS25HZ起重机臂架疲劳全寿命评估与分析47-57
• 5.1 疲劳裂纹全寿命的计算47-49
• 5.1.1 裂纹形成寿命的计算47-48
• 5.1.2 裂纹扩展寿命的计算48-49
• 5.1.3 裂纹全寿命的计算49
• 5.2 疲劳裂纹寿命影响因素的研究与分析49-56
• 5.2.1 裂纹形成寿命的影响因素分析49-54
• 5.2.2 裂纹扩展寿命分析54-56
• 5.3 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况62-63
• 致谢63-64

【参考文献】

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本文编号：378908