桥式起重机主梁疲劳寿命检测

发布时间：2017-09-08 21:35

  本文关键词：桥式起重机主梁疲劳寿命检测

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【摘要】：桥式起重机是现代工业中重要的运输机械,能节省体力劳动,提高作业效率,广泛应用于矿产、冶金等行业,被称为“工业脊梁”。在高载荷、高频率的使用过程中,起重机主梁应力集中区域容易出现疲劳受损,疲劳受损的不断累积有可能导致疲劳失效。通常疲劳失效前无明显塑性形变,发生突然,易造成重大生产事故和人员伤亡,因此,在起重机使用过程中监测主梁受力数据和疲劳受损情况,对准确预测主梁剩余使用寿命具有重要意义。依据起重小车满载时的不同工作位置,文章通过ANSYS Workbench对桥式起重机主梁模型进行多工况有限元分析,得到主梁各工况应力云图以及变形云图。分析结果表明,最大应力出现在工况3,此时起重小车位于主梁全长四分之一处,最大应力为143.37MPa,最大变形量为5.2mm。综合各工况应力云图、变形云图结果,主梁应力集中区域位于主梁两端变截面处,腹板与上、下盖板连接处应力值也较大,上述区域易发生疲劳受损,应在后续主梁应变数据采集中设置测点。确定主梁受力危险区域后,设计并搭建以虚拟仪器为基础的主梁应变数据采集系统。该系统可实现数据的实时采集和连续存储,满足主梁疲劳寿命分析要求。现场实测采集了主梁多位置、多工作日应变数据,测试过程中,各通道数据传输信号稳定,数据库保存完整。经后期数据预处理,主梁材料的S-N曲线和疲劳损伤理论,最终求得该主梁剩余使用寿命。本课题通过有限元分析和应变数据采集、分析预测起重机主梁疲劳寿命,为主梁及时检修、准确报废提供了重要的数据参考,既可避免起重机超期服役可能造成的安全事故,亦可防止起重机提前报废造成的资源浪费,为企业安全生产,合理安排生产任务提供了科学的数据支持。
【关键词】：桥式起重机 主梁 有限元分析 数据采集 疲劳寿命
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外现状及发展趋势10-11
• 1.2.1 国内研究10-11
• 1.2.2 国外研究11
• 1.3 研究内容11-15
• 第2章 起重机主梁有限元建模15-26
• 2.1 有限元概述15-16
• 2.2 构建主梁几何模型16-19
• 2.3 构建主梁有限元模型19-21
• 2.4 主梁载荷21-24
• 2.4.1 主梁载荷类型22-24
• 2.4.2 主梁载荷施加24
• 2.5 主梁约束处理24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 起重机主梁有限元分析26-33
• 3.1 起重机主梁危险位置26-27
• 3.2 起重机主梁工况分析27
• 3.3 有限元分析结果27-30
• 3.4 检测布点30-31
• 3.5 本章小结31-33
• 第4章 数据采集系统33-47
• 4.1 构建应变采集系统33-34
• 4.2 应变采集系统硬件34-39
• 4.2.1 采集模块34-37
• 4.2.2 传输模块37-38
• 4.2.3 接收模块38-39
• 4.3 应变采集系统软件39-46
• 4.3.1 MAX软件配置39-44
• 4.3.2 LabVIEW软件配置44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 起重机主梁疲劳分析47-57
• 5.1 疲劳概念47-49
• 5.1.1 疲劳定义47-48
• 5.1.2 疲劳累积损伤48-49
• 5.1.3 疲劳载荷谱分析49
• 5.2 主梁疲劳分析49-56
• 5.2.1 应变数据预处理50-52
• 5.2.2 主梁疲劳算法分析52-56
• 5.3 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间所发表的论文63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 高素荷;宝钢25t-27.5m桥式起重机主梁有限元分析[J];工程设计学报;2005年05期

2 张荣;;基于DAQmx驱动与LABVIEW的数据采集系统设计[J];计算机应用与软件;2011年03期

3 陈金玉;杨来侠;;基于ANSYS WORKBENCH手机外壳有限元网格划分研究[J];现代制造技术与装备;2008年01期

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本文编号：816462