橋（門(mén)）式起重機(jī)箱形梁概率安全評(píng)定與疲勞壽命估算.pdf

1、起重機(jī)械作為特種設(shè)備的主要類(lèi)別之一，對(duì)釋放勞動(dòng)力、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、提高作業(yè)效率發(fā)揮著極其巨大作用，已在人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)、生活的眾多領(lǐng)域普遍應(yīng)用。起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)作為大型焊接結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)、裝配與使用過(guò)程中，受各種因素地影響，不可避免的會(huì)出現(xiàn)缺陷（如裂紋）。這些裂紋的存在給服役起重機(jī)的安全使用埋下了較大隱患。在起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中，一旦裂紋擴(kuò)展，使得結(jié)構(gòu)斷裂失效，將導(dǎo)致不可預(yù)知的事故。故從起重機(jī)服役安全的角度，對(duì)含有裂紋缺陷的起重機(jī)進(jìn)行安全評(píng)估具有重要現(xiàn)

2、實(shí)意義。
　　本文針對(duì)服役起重機(jī)的安全性，以某36t門(mén)式起重機(jī)箱形梁為研究對(duì)象，參照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS7910《金屬結(jié)構(gòu)中缺陷驗(yàn)收評(píng)定方法導(dǎo)則》，基于線彈性斷裂力學(xué)理論、可靠性理論、以及疲勞損傷理論等，采用理論分析與有限元數(shù)值模擬等技術(shù)手段，對(duì)含有裂紋缺陷的箱形梁進(jìn)行了概率安全評(píng)估和疲勞壽命估算的研究。論文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)以BS7910標(biāo)準(zhǔn)為參考，介紹了失效評(píng)定圖技術(shù)以及該標(biāo)準(zhǔn)中的三個(gè)評(píng)估等級(jí)及其特點(diǎn)。還介紹了可靠性分

3、析中的一些常見(jiàn)分布類(lèi)型，以及可靠性指標(biāo)求解的相關(guān)過(guò)程與常用方法。
　　(2)利用有限元分析軟件ABAQUS建立了起重機(jī)箱形梁的整體有限元模型和裂紋子模型，采用相互作用積分法分別計(jì)算了箱形梁下蓋板和腹板上，不同尺寸參數(shù)下的貫穿斜裂紋以及相應(yīng)簡(jiǎn)化等長(zhǎng)裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子KI。通過(guò)將KI值進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證了將起重機(jī)箱形梁中的實(shí)際裂紋簡(jiǎn)化成等長(zhǎng)裂紋進(jìn)行斷裂分析是合理可行的。
　　(3)基于失效評(píng)定圖技術(shù)和可靠性基本理論，建立了起

4、重機(jī)箱形梁結(jié)構(gòu)概率安全評(píng)定的方法與流程;并且利用有限元分析結(jié)果和Monte Carlo隨機(jī)抽樣方法，對(duì)含裂紋缺陷的某36t門(mén)式起重機(jī)箱形梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了算例分析。算例分析表明該評(píng)定方法是可行的;并由參數(shù)敏感性分析得到斷裂韌性，屈服強(qiáng)度與一次薄膜應(yīng)力對(duì)箱形梁失效概率影響較大，評(píng)定時(shí)需優(yōu)先考慮這些參數(shù)。
　　(4)針對(duì)起重機(jī)箱形梁結(jié)構(gòu)及其受力情況復(fù)雜的特點(diǎn)，提出了一種以疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的等效裂紋法來(lái)估算疲勞壽命。通過(guò)將該方法的計(jì)算結(jié)果與