【摘要】： 塔式起重機(簡稱塔機)是工業(yè)和民用建筑施工中完成重物起吊的主要設備,它具有工作效率高、使用范圍廣、操作容易、拆裝簡便等特點。近年來,建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,為塔式起重機的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的發(fā)展機會,但同時也因塔機安全事故頻發(fā)而提出了嚴峻挑戰(zhàn)。為此,塔機運行數(shù)據(jù)記錄儀得到了廣泛的研究和應用。不過,目前塔機記錄儀所記錄的數(shù)據(jù)主要為塔機運行載荷數(shù)據(jù),如起吊重量、小車變幅位置、重物起升高度、臂架回轉(zhuǎn)位置、風速風向以及起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)和回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的運行速度等,并且每秒鐘采集若干組數(shù)據(jù),長期運行,數(shù)據(jù)量極其龐大。對于塔機構(gòu)件的壽命評估而言,這些數(shù)據(jù)是需要的,但人們更為關(guān)注的是結(jié)構(gòu)桿件隨時間變化的內(nèi)力和應力數(shù)據(jù)。因此,如何快速地將如此龐大的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)桿件的內(nèi)力和應力數(shù)據(jù)既十分必要又迫在眉睫。 通常將工況載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)應力的處理方法是有限元法。但是,對于大批量工況數(shù)據(jù)的快速處理,現(xiàn)有的商業(yè)化有限元分析軟件存在一定缺陷。鑒此,針對塔機記錄儀采集數(shù)據(jù)類型和塔機金屬結(jié)構(gòu)的特點,本文首先基于經(jīng)典力學理論計算塔機結(jié)構(gòu)桿件的內(nèi)力和應力,并導出其計算通式,以形成塔機結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力和應力計算庫;接著,按照模塊化設計思路,完成了主要功能模塊的創(chuàng)建和基本功能模塊的開發(fā);然后,運用VB語言并結(jié)合EXCEL和ACCESS編寫批量載荷數(shù)據(jù)處理軟件,并用此軟件快速處理批量載荷數(shù)據(jù),得到了塔機結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力和應力隨時間變化的曲線;最后,通過實例分析驗證了本文所開發(fā)的塔機快速處理軟件的計算準確性和計算速度。計算實踐表明,本快速處理系統(tǒng)具有以下主要特點: 1.本快速處理系統(tǒng)與塔機記錄儀采集到的塔機運行數(shù)據(jù)能有機結(jié)合,實現(xiàn)了輸入數(shù)據(jù)及輸出數(shù)據(jù)接口對接性好,為塔機壽命評估提供了方便應用的大樣本數(shù)據(jù),實用性強。 2.建立了塔機結(jié)構(gòu)參數(shù)庫,用戶可以根據(jù)塔機結(jié)構(gòu)選擇輸入塔機結(jié)構(gòu)參數(shù),快速建立塔機模型。 3.能夠快速處理批量載荷數(shù)據(jù),得到所有桿件內(nèi)力和應力,用戶可以方便地查看任意桿件內(nèi)力和應力隨時間變化的曲線。 4.軟件主界面設計力求與Window程序接近,界面友好,操作簡便,計算準確,運行速度快。 本軟件對塔機壽命評估,解決塔機壽命預測數(shù)據(jù)問題,進一步提高塔機運行安全性具有重要意義。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH213.3
【圖文】：

塔機記錄儀在塔機上的安裝位置如圖 2-1 所示。稱重傳感器為起重量限制器的軸如圖 2-2 所示；起升高度、變幅位置和回轉(zhuǎn)位置傳感器分別安裝在起升、變幅和回轉(zhuǎn)行程限制器中，如圖 2-3 所示。

圖 2-2 承重傳感器安裝示意圖[25]圖 2-3 帶電位器的行程限制器Fig.2-2 Installation instruction of weight sensor Fig.2-3 Stroke limiter with potentiometer塔機記錄儀采集的塔機運行參數(shù)是塔機實時工作的參數(shù)，每秒鐘采集 5 組數(shù)據(jù)，如表 2-1 所示，真實的反應了塔機的工作狀態(tài)。起升重量是吊重重量（不包含吊具），量綱為 kg；變幅位置是小車鋼絲繩中心相對于塔機回轉(zhuǎn)中心的距離，量綱為 m；起升高度是吊鉤相對與起升最高點的距離，量綱為 m；回轉(zhuǎn)角度是臂架相對于初始標定零點的角度，量綱是度；力矩近似為起升重量與變幅位置的乘積，量綱為 kn*m；風速是塔機所在地的時刻風速，量綱為 m/s；風向是相對于初始標定風向零點的角度，量綱是度。不過所采集的塔機運行數(shù)據(jù)是簡單的載荷數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)量極其龐大，難以從中看出塔機運行規(guī)律以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應力的變化規(guī)律，用于塔機壽命的估計。因此，必須對這樣的大批量載荷數(shù)據(jù)進行處理，從而得到塔機桿件內(nèi)力和應力隨時間的變化規(guī)律，進而對桿件壽命做出合理的預測。表 2-1 塔機運行數(shù)據(jù)記錄儀采集數(shù)據(jù)

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