大型塔式起重机金属结构损伤模式与风险评估方法研究

发布时间：2017-05-30 05:08

  本文关键词：大型塔式起重机金属结构损伤模式与风险评估方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着大型起重机械在当今工业中的推广应用，复杂工况下的整机安全性能研究面向结构大型化，参数复杂化的趋势发展。塔式起重机作为各类重要作业场所常见的起重工具，其整机结构性能的安全形式十分严峻。本文基于事故致因理论分析塔机事故的常见损伤模式，构建整机风险评估指标体系，提出基于组合赋权的定量风险评估方法。通过现场测试和有限元分析结果来说明以风险评估结果作为是否需进行传统安全评估的筛选依据的正确性。 本文具体的研究内容包括以下五部分： （1）统计分析国内外事故案例，从事故致因角度划分事故类别，总结各类事故的成因和防范对策，获得影响事故发生的主要损伤模式类别。 （2）从人、机、环境、管理四方面建立整机风险评估指标体系，并结合主观层次分析赋权和客观熵权对评价指标组合赋权。对各级指标构建因素集、评判集，确定各评价集风险隶属度，形成一套塔机定量风险评估方法。 （3）选取一台使用了近30年的塔式起重机作为评估样机，对其进行风险评估实例分析。现场调研塔机的实际工作状态，获得了提供给相关专家打分的指标信息，结合多个专家问卷调查的结果得到隶属度数据，综合算得整机定量风险值，确定了风险级别。 （4）现场测试主要通过选定典型测试点获得塔机在典型工况下的静态或准静态最大应力值和最大位移。并提出了在载重确定的情况下，最大应力值与幅度的函数关系，为未测试工况不同幅度下的最大应力值预测提供了理论支持。 （5）整机有限元静力学分析补充了实测测点数目偏少的缺陷，获得典型工况下的应力值。而动力学中的模态分析提取分析了前五阶振型图，算得在役塔机的实际固有频率，通过应力响应分析获得了加载或卸载过程可能存在的强度失效情况。综合分析结果显示整机在降级使用的各工况下是基本安全的，表明所提出的以定量风险评估方法的评估结果为筛选依据是可行的。
【关键词】：塔式起重机 风险评估 损伤模式 应力测试 模态分析 应力响应分析
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 符号说明8-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-20
• 1.2.1 大型塔机金属结构损伤模式研究现状13-14
• 1.2.2 大型塔机整机风险评估方法研究现状14-18
• 1.2.3 大型塔机机械结构有限元分析研究现状18-20
• 1.3 研究内容与技术路线20-22
• 1.3.1 研究内容20-21
• 1.3.2 主要研究内容的技术路线图21-22
• 第二章 大型塔机损伤模式及风险评估指标研究22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 大型塔机整机 RBS 评估方法22-24
• 2.3 大型塔机金属结构损伤模式统计分析24-33
• 2.3.1 大型塔机事故案例分析25-28
• 2.3.2 事故成因分析28-30
• 2.3.3 整机指标体系的构建30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 大型塔机整机风险评估方法及实例应用分析34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 基于组合赋权法的塔机风险评估方法34-38
• 3.2.1 塔机定量风险评估数学原理34-35
• 3.2.2 基于组合赋权的风险评估模型35-38
• 3.3 基于组合赋权法的塔机风险评估实例38-47
• 3.3.1 调研情况说明38-39
• 3.3.2 权重计算过程示例39-43
• 3.3.3 多级定量综合评估43-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 大型塔机现场工程测试研究48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 测试实验研究48-53
• 4.2.1 测试目的48
• 4.2.2 主要测试设备及装置48-50
• 4.2.3 测试方案及流程50-53
• 4.3 工程测试及结果分析53-59
• 4.3.1 测试过程53-55
• 4.3.2 结果分析55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 大型塔机主金属结构有限元力学分析60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 ANSYS 分析介绍60-66
• 5.2.1 力学分析的有限元模型61-64
• 5.2.2 有限元分析的载荷处理64-66
• 5.3 静力学计算及结果分析66-67
• 5.4 动力学计算及结果分析67-73
• 5.4.1 模态分析67-71
• 5.4.2 应力响应分析71-73
• 5.5 对比分析73-75
• 5.6 本章小结75-76
• 结论与展望76-78
• 结论76-77
• 展望77-78
• 参考文献78-82
• 附录82
• 附录1 专家调查表82-85
• 附录2 权重打分表85-95
• 附录3 模拟分析结果95-100
• 3.1 静力学部分95-97
• 3.2 动力学部分—模态分析97-100
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果100-101
• 致谢101-102
• 附件102

【参考文献】

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本文编号：406428