橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞損傷和剩余壽命預(yù)估研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，作為廠房、冶金、碼頭等重要的吊裝搬運(yùn)工具，橋式起重機(jī)在國(guó)民生產(chǎn)中，起著越來(lái)越重要的作用。由于生產(chǎn)和生活的需要，起重機(jī)經(jīng)常要在惡劣的環(huán)境下連續(xù)工作。隨之，造成橋式起重機(jī)疲勞事故的頻繁發(fā)生。在這些事故中，最嚴(yán)重也是最常見(jiàn)的一種就是以疲勞裂紋為特征的橋式起重機(jī)箱形梁的疲勞破壞。因此，研究疲勞裂紋產(chǎn)生的原因和擴(kuò)展情況，以及起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的剩余壽命，就顯的至關(guān)重要。
　　對(duì)于起重機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞斷裂與剩余壽命的研究，已經(jīng)有

2、不少的方法;但這些方法要么是停留在理論階段，要么是模型過(guò)于簡(jiǎn)單;而且在分析手法上，這些研究方法只研究了從變形直至破壞的兩種疲勞破壞的極限狀態(tài)，并未探究這些裂紋形成的原因和深層機(jī)理。因此，不能滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的實(shí)際需要。
　　本課題把斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)通用的橋式起重機(jī)箱形梁加以研究。首先運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)焊接箱形梁進(jìn)行典型工況的分析，繪制出相應(yīng)的應(yīng)力圖和應(yīng)變位移圖，并找出焊接箱形梁上的危險(xiǎn)點(diǎn)。其次，把應(yīng)變

3、片貼在以上分析的橋式起重機(jī)的危險(xiǎn)部位，采集起重機(jī)疲勞載荷數(shù)據(jù)，接下來(lái)運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)法，對(duì)所得的應(yīng)力—時(shí)間歷程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，得出該臺(tái)起重機(jī)的疲勞載荷譜。再次，對(duì)橋式起重機(jī)的疲勞機(jī)理進(jìn)行分析，探討疲勞裂紋的成因。同時(shí)，對(duì)所產(chǎn)生的疲勞裂紋進(jìn)行分類(lèi)，再分別對(duì)線彈性裂紋與彈塑性裂紋進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子的分析，得出相應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子，討論這些裂紋附近的應(yīng)力場(chǎng)。由多裂紋迭代法，得出在多裂紋情況下的應(yīng)力強(qiáng)度因子與多裂紋附近的應(yīng)力場(chǎng)情況。最后，將斷裂力學(xué)與損傷