本文關鍵詞：起重機運行狀態(tài)監(jiān)測及壽命預測系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：起重機作為一種搬運機械,廣泛運用在港口、建筑工地以及工礦企業(yè)等地,在國民生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著起重機的使用范圍越來越廣,其運行過程中蘊藏的風險也越來越高,一旦起重機械發(fā)生安全事故,將造成無法彌補的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,本文研究設計了一種針對應變和傾角的起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),以實現(xiàn)起重機結構的安全評價,保障其安全運行。首先,本文分析了當前國內(nèi)外起重機安全監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,對比當前各種評價指標的優(yōu)劣,選取疲勞壽命以及撓度作為主要性能評價指標。有效可靠地估算起重機的剩余疲勞壽命,可以確保起重機在安全期內(nèi)運行,防止起重機“突然死亡”,從而充分發(fā)揮起重機的經(jīng)濟效益；針對門式起重機,撓度是衡量主梁變形的重要指標,對撓度進行監(jiān)測可以保障小車的安全運行,同時為主梁的維護提供依據(jù)。其次,根據(jù)起重機運行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測的技術要求,確定了無線傳輸數(shù)據(jù)的方案。系統(tǒng)采用串口轉3G的方式搭建數(shù)據(jù)傳輸通道,終端采集器采集數(shù)據(jù)經(jīng)由單片機通過串口發(fā)送至3G模塊,3G模塊通過TCP/IP協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送到遠程監(jiān)測端,最終實現(xiàn)面向網(wǎng)絡的起重機運行狀態(tài)遠程監(jiān)測。然后,分析了起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的功能需求,結合傳感器技術、嵌入式技術以及無線通信技術,構建了上層為遠程監(jiān)測端,底層為各類傳感器節(jié)點的雙層起重機安全監(jiān)測系統(tǒng)。論文以模塊化的思想進行了監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計和軟件開發(fā),包括數(shù)據(jù)采集模塊、單片機控制模塊、無線通信模塊以及遠程監(jiān)測模塊等。遠程監(jiān)測端主要進行數(shù)據(jù)接收、解析、顯示和保存,并根據(jù)結構性能評估指標,對起重機運行狀態(tài)做出評價,最終實現(xiàn)起重機的安全智能監(jiān)測。另外,研究了起重機疲勞壽命估算以及撓度監(jiān)測的實現(xiàn)方法。對應力——時間歷程進行雨流計數(shù)處理得到金屬結構的二維應力譜,為疲勞壽命評估提供基礎數(shù)據(jù)；分析現(xiàn)有累計損傷理論的不足,提出了基于修正疲勞壽命的線性累計損傷理論,通過測試對比,發(fā)現(xiàn)修正之后的理論計算結果更精確。建立簡支梁模型,分析了復合載荷加載情況下簡支梁的撓度曲線方程,并給出了由傾角計算撓度的基本方法。最后,對系統(tǒng)進行了性能測試以及起重機現(xiàn)場測試,實現(xiàn)了起重機運行狀態(tài)監(jiān)測以及結構安全評價功能,驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。
【關鍵詞】：起重機 遠程監(jiān)測 3G網(wǎng)絡 壽命預測 安全評價
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 起重機安全評價方法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 起重機運行參數(shù)檢測方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 起重機遠程安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 無線傳輸技術發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容14-16
• 第2章 起重機剩余疲勞壽命估算及撓度分析方法研究16-30
• 2.1 起重機剩余疲勞壽命估算16-25
• 2.1.1 應力譜獲取16-19
• 2.1.2 無限壽命校核19-20
• 2.1.3 基于修正疲勞壽命的有限壽命評估20-24
• 2.1.4 起重機關鍵零部件疲勞壽命估算方法確定24-25
• 2.2 起重機主梁撓度分析25-28
• 2.2.1 撓度基本概念簡介25-26
• 2.2.2 簡支梁撓度分析26-28
• 2.2.3 傾角法測量撓度原理28
• 2.3 本章小結28-30
• 第3章 起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)30-49
• 3.1 系統(tǒng)功能需求分析及總體方案設計30-33
• 3.1.1 系統(tǒng)功能需求分析30
• 3.1.2 起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)總體方案設計30-33
• 3.2 起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計33-39
• 3.2.1 應變測量電路設計33-34
• 3.2.2 傾角測量電路設計34-35
• 3.2.3 單片機電路介紹35-36
• 3.2.4 電平轉換電路36
• 3.2.5 電源電路36-37
• 3.2.6 無線模塊電路設計37-39
• 3.3 起重機運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計39-47
• 3.3.1 下位機控制程序設計39-43
• 3.3.2 上位機監(jiān)測軟件設計43-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第4章 系統(tǒng)測試與現(xiàn)場應用49-60
• 4.1 應變采集特性實驗49-52
• 4.1.1 靜態(tài)應變測量精度實驗49-50
• 4.1.2 應變采集動態(tài)特性測試50-52
• 4.2 傾角采集精度測試52-54
• 4.2.1 傾角靜態(tài)采集精度測試52
• 4.2.2 靜態(tài)撓度精度測試實驗52-54
• 4.3 系統(tǒng)現(xiàn)場測試與應用54-59
• 4.3.1 應變測試54-56
• 4.3.2 撓度測試56-59
• 4.4 本章小結59-60
• 第5章 全文總結60-62
• 5.1 全文總結60
• 5.2 未來展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文66

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