本文關(guān)鍵詞：橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)可靠性分析及Isight仿真研究

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【摘要】：機械產(chǎn)品的可靠性研究十分關(guān)鍵,機械設(shè)備(特別是大型設(shè)備,如飛機、海洋平臺、起重機等)一旦失效輕則引發(fā)機械故障造成經(jīng)濟損失,重則導(dǎo)致人員傷亡�？煽啃苑治黾夹g(shù)是一門基于概率統(tǒng)計學(xué)的科學(xué)計算方法。機械結(jié)構(gòu)的可靠性則可以分為固有可靠性和使用可靠性,分別對應(yīng)于產(chǎn)品的設(shè)計階段和產(chǎn)品的使用階段。我國可靠性分析方法在機械結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用研究始于上世紀八十年代,經(jīng)過不斷的發(fā)展研究,目前主要的可靠分析方法有近似解析法、數(shù)值模擬法和基于代理模型的響應(yīng)面法等。本文基于Isight可靠性分析方法研究橋式起重機焊縫的可靠性,試圖為提高起重機固有可靠性提供參考。橋式起重機是典型的工程機械設(shè)備,其工作環(huán)境特殊(如核電站),重量大,高處作業(yè),保證起重機狀態(tài)的可靠性十分重要。金屬結(jié)構(gòu)是起重機的身軀,是其他機構(gòu)的承載框架,其可靠性直接關(guān)系到起重機的可靠性。多數(shù)學(xué)者對起重機金屬結(jié)構(gòu)的可靠性分析研究主要集中于金屬結(jié)構(gòu)可靠性評估研究(剩余壽命),屬于使用可靠性研究的范疇；而針對金屬結(jié)構(gòu)焊接連接的可靠性設(shè)計分析研究還較少。為此,本文在遼寧重大裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心的支持下,研究重大協(xié)同創(chuàng)新任務(wù)的子課題,以核電站環(huán)行橋式起重機為工程背景,基于Isight開展橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)焊接連接的可靠性分析。文中采用Isight可靠性分析校核傳統(tǒng)的設(shè)計方案,并從可靠性富余量的角度考慮焊縫焊腳高度的最小值問題,以期能為起重機金屬結(jié)構(gòu)固有可靠性的增長提供新的思路和參考。本文的主要內(nèi)容包括：(1)綜述了起重機金屬結(jié)構(gòu)的可靠性研究現(xiàn)狀,研究了固有可靠性和使用可靠性在起重機金屬結(jié)構(gòu)不同階段可靠性分析中的運用。(2)研究分析了起重機金屬結(jié)構(gòu)的三種失效形式,并闡述了起重機金屬結(jié)構(gòu)可靠性評估的基本原理和結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計方法的基本原理。(3)研究了可靠度的計算方法和各種方法的適用情況；基于Isight可靠性分析模塊對焊縫結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案進行了變形、剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的可靠度計算,確定設(shè)計方案的可靠性。(4)以核環(huán)吊為研究背景,對橋式起重機主梁支撐面處上蓋板與腹板連接焊縫、主梁和端梁腹板連接焊縫以及端梁支撐面處上蓋板和腹板連接焊縫進行可靠性分析研究；并給出三類焊縫在不同變異系數(shù)下的焊縫焊腳高度最小可靠參考值。
【關(guān)鍵詞】：可靠性 金屬結(jié)構(gòu) 橋式起重機 焊接 Isight
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH215;TG405
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題背景來源及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 橋式起重機發(fā)展及研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 可靠性應(yīng)用發(fā)展及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 Isight應(yīng)用研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 2 起重機金屬結(jié)構(gòu)可靠性分析基礎(chǔ)18-29
• 2.1 起重機可靠性分析基本概念18-20
• 2.1.1 可靠性的概念18
• 2.1.2 極限狀態(tài)函數(shù)與失效面18-19
• 2.1.3 可靠度與失效概率19
• 2.1.4 可靠指標與變異系數(shù)19-20
• 2.2 起重機金屬結(jié)構(gòu)失效形式20-23
• 2.2.1 焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂21-22
• 2.2.2 焊接結(jié)構(gòu)疲勞破壞22-23
• 2.2.3 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕破壞23
• 2.3 金屬結(jié)構(gòu)可靠性評估基本原理23-26
• 2.4 結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計基本原理26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 可靠性分析方法及Isight仿真方法研究29-45
• 3.1 可靠度計算理論基礎(chǔ)29-33
• 3.1.1 強度—應(yīng)力干涉模型理論29-31
• 3.1.2 典型的分布模型可靠性度解31-33
• 3.2 靠性近似解析法33-35
• 3.2.1 一次二階矩法33-35
• 3.2.2 一階可靠性分析35
• 3.3 可靠性數(shù)值模擬法35-37
• 3.3.1 蒙特卡羅法35-37
• 3.4 可靠性響應(yīng)面法37-38
• 3.5 基于Isight的可靠性分析方法及仿真實驗38-44
• 3.5.1 Isight可靠性分析方法38-40
• 3.5.2 Isight可靠性分析仿真實驗40-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 基于Isight的起重機金屬結(jié)構(gòu)可靠性仿真分析45-62
• 4.1 核環(huán)吊概述45-46
• 4.2 起重機金屬結(jié)構(gòu)焊接連接46-48
• 4.3 起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性分析48-49
• 4.4 基于Isight的箱形主梁焊接結(jié)構(gòu)仿真分析49-60
• 4.4.1 主梁蓋板與腹板焊接結(jié)構(gòu)49-55
• 4.4.2 主梁與端梁焊接結(jié)構(gòu)55-56
• 4.4.3 端梁蓋板與腹板板焊接結(jié)構(gòu)56-60
• 4.5 工程意義60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 本文研究總結(jié)62-63
• 5.2 后續(xù)工作展望63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

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本文編號：602142