發(fā)布時間：2020-05-23 03:54

【摘要】：中國目前已成為世界工程機(jī)械制造業(yè)的重要基地。作為工程項目施工中的基礎(chǔ)設(shè)備,工程機(jī)械在國家建設(shè)中占據(jù)了極其重要的地位。大型工程機(jī)械塔式起重機(jī)是工程項目施工中不可或缺的主要運輸設(shè)備。塔機(jī)屬于事故多發(fā)的特種設(shè)備,塔機(jī)的超期使用易造成其鋼結(jié)構(gòu)疲勞,使塔機(jī)的關(guān)鍵部位或焊縫處出現(xiàn)裂紋。調(diào)查資料顯示,因結(jié)構(gòu)的斷裂破壞而引發(fā)的事故占機(jī)械零件事故80%以上的比例,事故的發(fā)生給國家的財產(chǎn)造成了損失,對人民的生命安全構(gòu)成了的威脅。因此及時對塔機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康檢測,做好損傷識別工作具有重要的意義。本文在目前已被提出的結(jié)構(gòu)損傷識別方法的基礎(chǔ)上,針對現(xiàn)有研究中存在的問題,對塔機(jī)起重臂的損傷識別方法進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)有限元法的基本理論,分析了塔機(jī)起重臂基于有限元理論的結(jié)構(gòu)簡化原則及單元選擇方法,利用ANSYS有限元分析軟件建立塔機(jī)起重臂有限元模型。通過ANSYS有限元分析軟件對塔機(jī)起重臂的應(yīng)力進(jìn)行了分析,獲取典型工況下塔機(jī)起重臂的最大應(yīng)力單元,以及塔機(jī)工作循環(huán)中中應(yīng)力變化較大的單元,以此作為后續(xù)損傷識別研究中塔機(jī)起重臂的危險損傷位置。模擬變幅小車在塔機(jī)起重臂上行駛的工況,對塔機(jī)起重臂施加移動載荷,利用ANSYS有限元軟件對塔機(jī)起重臂進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析,獲取變幅小車在移動時產(chǎn)生的加速度響應(yīng)信號,為后文提取損傷特征指標(biāo)提供基礎(chǔ)依據(jù)。其次,簡要介紹了主成分分析及小波包分析的基本理論和方法,利用主成分分析對所獲得的多測點位置的加速度響應(yīng)信號進(jìn)行分析降維,同時利用小波包分解構(gòu)造的能量變化率作為損傷識別的特征向量,對小波基進(jìn)行選擇,同時對小波包分解層數(shù)進(jìn)行確定,并闡述了應(yīng)用小波包分析的實現(xiàn)步驟。最后介紹了免疫算法的基本理論及主要的人工免疫算法的實現(xiàn)過程,通過aiNet免疫網(wǎng)絡(luò)來判斷塔機(jī)起重臂損傷的位置,在得到損傷位置的基礎(chǔ)上再運用免疫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對塔機(jī)起重臂損傷程度的識別。結(jié)果表明aiNet免疫網(wǎng)絡(luò)能準(zhǔn)確的識別出塔機(jī)起重臂的損傷位置,同時,免疫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能較好的對塔機(jī)起重臂的損傷程度進(jìn)行識別。
【圖文】：

起重機(jī)也演變出不同的型式與規(guī)格。塔式起重機(jī)的工作效率較、起升的高度高、工作幅度大，同時它具有操作較為簡單、裝點，被廣泛應(yīng)用于建筑施工項目中物料的垂直及水平輸送與建。從 20 世紀(jì) 90 年代開始，塔機(jī)的產(chǎn)量連年猛增，目前無論從或塔機(jī)用量等各方面衡量，我國都可稱為塔式起重機(jī)的應(yīng)用大目前已成為世界工程機(jī)械制造業(yè)的主要基地。作為各項工程基裝備，工程機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)與國家建設(shè)中占據(jù)了極其重要地位如今正在迅速擴(kuò)張，伴隨著塔機(jī)使用量的增加，經(jīng)過長期服役況會整體下降，由此在使用過程中會引發(fā)諸多安全隱患，帶來案例。塔機(jī)屬于事故多發(fā)的特種設(shè)備，據(jù)統(tǒng)計，在建筑、機(jī)械業(yè)事故中，塔機(jī)造成的事故占總事故量的 7%～20%[3]。據(jù)不完年共發(fā)生塔吊倒塌、斷裂事故 86 起，平均每月將近 7 起事故發(fā)亡，50 余人受到不同程度的傷害。這些事故的發(fā)生，給國家與安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

圖 1.2 事故現(xiàn)場圖以上事故，除過人員操作使用不當(dāng)?shù)囊蛩兀l(fā)現(xiàn)塔吊事故的方面的原因：1）設(shè)計問題。例如鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計受力不合理等材質(zhì)量問題。3）塔機(jī)中起重臂、平衡臂等構(gòu)件上存在著焊接。生產(chǎn)制造工藝的不過關(guān)可能會導(dǎo)致塔機(jī)質(zhì)量不合格，，如結(jié)焊接的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，長年過載、拆裝、運輸和維護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生難以覺察的微小損傷，這些損傷常導(dǎo)致塔機(jī)臂架發(fā)生斷體倒塌等突發(fā)事故，造成災(zāi)難性的后果[4]。塔式起重機(jī)的超結(jié)構(gòu)疲勞，使關(guān)鍵部位或關(guān)鍵焊縫產(chǎn)生裂紋。疲勞裂紋的產(chǎn)能與設(shè)計、制造、材料有關(guān)，但絕大多數(shù)疲勞裂紋的產(chǎn)生均關(guān)系緊密，是逐漸積累造成的結(jié)果[5]。疲勞破壞是引起斷裂展過程可分為裂紋萌生、微裂紋擴(kuò)展、裂紋擴(kuò)展及斷裂四個裂破壞而引發(fā)的事故占機(jī)械零件事故 80%以上的比例，在塔
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH213.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任慶玉;李郝林;;小波包分析在滾動軸承故障特征提取中的應(yīng)用[J];通信電源技術(shù);2015年06期

2 朱勁松;孫雅丹;;基于小波包能量的橋梁損傷識別指標(biāo)[J];振動.測試與診斷;2015年04期

3 龔春明;;塔式起重機(jī)常見事故及分類[J];工程機(jī)械與維修;2013年03期

4 楊小平;付勇;;塔機(jī)事故頻發(fā)的幾個重要因素及預(yù)防措施[J];建筑機(jī)械化;2012年08期

5 王勝春;沈榮勝;宋世軍;閻玉芹;;基于小波包和支持向量機(jī)的塔機(jī)結(jié)構(gòu)損傷診斷研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2012年06期

6 黃東亮;;起重機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞檢測方法[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2011年35期

7 沈榮勝;王勝春;張青;;塔式起重機(jī)起升動載激勵下的瞬態(tài)響應(yīng)分析[J];建筑機(jī)械化;2011年08期

8 朱宏平;余t

本文編號：2677108