【摘要】：港口碼頭是海洋運輸與陸地運輸?shù)臉屑~,岸邊集裝箱起重機是港口碼頭中重要的貨物轉(zhuǎn)運工具,其結(jié)構(gòu)形式為前后水平大梁吊在由海陸側(cè)立柱支撐的橫梁上。由于岸邊集裝箱起重機有較大的前伸距和后伸距,這種結(jié)構(gòu)特點使它的吊載小車能夠在海洋和陸地間做循環(huán)運動,實現(xiàn)集裝箱貨物從集裝箱貨船到陸地的轉(zhuǎn)運。隨著海洋運輸業(yè)的大力發(fā)展,集裝箱船舶正朝著大型化方向發(fā)展,給岸邊集裝箱起重機提出了更高的要求,高速重載已經(jīng)成為其主要受力特點,隨之而來的疲勞問題也變的愈加明顯。由于岸邊集裝箱起重機具有高噸位、大跨度特點,一旦發(fā)生疲勞破壞,往往會造成嚴重的機械事故。在此背景下,本文展開了對其金屬結(jié)構(gòu)疲勞損傷的計算研究,希望能給現(xiàn)場管理人員提供合理的檢測建議,預(yù)防疲勞失效破壞事故的發(fā)生。本文中用到的理論基礎(chǔ)主要有載荷譜、疲勞分析標準、疲勞壽命以及數(shù)理統(tǒng)計等知識,之后依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對岸邊集裝箱起重機進行的一系列疲勞壽命及疲勞強度分析,其中主要包括以下幾方面的內(nèi)容:(1)提出了本課題的研究目的與意義,給出了文章后續(xù)研究的必要性。在查閱文獻基礎(chǔ)上,給出了載荷譜及疲勞分析的國內(nèi)外研究狀態(tài)。并詳細介紹了載荷譜與疲勞之間的關(guān)系,以及載荷譜、疲勞破壞與抗疲勞設(shè)計、疲勞壽命與常用的疲勞壽命預(yù)測方法,最終闡述了本文的主要研究內(nèi)容。(2)詳細闡述了岸邊集裝箱起重機載荷譜的編制背景。針對國內(nèi)缺乏岸邊集裝箱起重機整機載荷譜的情況,展開了對編制載荷譜的理論研究,并最終歸納出編制載荷譜的理論知識,詳細的給出了載荷譜編制步驟。為下文實際編譜奠定理論基礎(chǔ)。(3)根據(jù)前文介紹的編制載荷譜的理論方法,結(jié)合吊載統(tǒng)計數(shù)據(jù),對具體的某港在役岸邊集裝箱起重機進行了載荷譜編制,最終給出了岸邊集裝箱起重機整機載荷譜。在載荷譜的基礎(chǔ)上,結(jié)合線性累積損傷理論提出了一種簡單的疲勞壽命預(yù)估方法。(4)將得到的岸邊集裝箱起重機載荷譜應(yīng)用于國際上廣泛使用的兩大疲勞分析準則:英國BS5400標準及歐洲F.E.M標準中,對該臺岸邊集裝箱起重機的整機疲勞情況進行了詳細的分析,得到了岸邊集裝箱起重機在載荷譜的作用下的疲勞累積損傷情況。通過兩大疲勞計算標準的相互驗證,一方面簡單的證明了上文提供的疲勞壽命預(yù)估方法具有一定的可靠性,另一方面避免因統(tǒng)計數(shù)據(jù)錯誤造成的結(jié)果偏差。
[Abstract]:The port terminal is the hub of sea and land transportation, and the quayside container crane is an important freight transfer tool in the port wharf. The structure of the container crane is the horizontal beam hanging from the crossbeam supported by the sea and land side columns. Because the quayside container crane has a large forward and back extension distance, this kind of structural feature enables its crane to circulate between sea and land, and realize the transfer of container cargo from container ship to land. With the development of marine transportation industry, container ships are developing towards the direction of large scale, which puts forward higher requirements for quayside container cranes. High speed and heavy load have become the main force characteristics of container cranes. The fatigue problem that follows also becomes more and more obvious. Because quayside container crane has the characteristics of high tonnage and long span, once fatigue damage occurs, it will cause serious mechanical accident. Under this background, this paper studies the fatigue damage of metal structure in order to provide reasonable inspection advice to the field managers and prevent the occurrence of fatigue failure and damage accidents. The theoretical basis used in this paper mainly includes load spectrum, fatigue analysis standard, fatigue life and mathematical statistics. Then, a series of fatigue life and fatigue strength analysis of quayside container crane are carried out according to the collected data. The main contents are as follows: (1) the purpose and significance of this paper are put forward, and the necessity of further research is given. On the basis of literature review, the research status of load spectrum and fatigue analysis at home and abroad is given. The relationship between load spectrum and fatigue is introduced in detail, as well as load spectrum, fatigue failure and fatigue resistance design, fatigue life and common fatigue life prediction methods. Finally, the main research contents of this paper are described. (2) the background of the load spectrum of quayside container crane is described in detail. In view of the lack of load spectrum of quayside container crane in our country, the theoretical research on compiling load spectrum is carried out, and finally the theoretical knowledge of compiling load spectrum is summed up, and the steps of compiling load spectrum are given in detail. (3) according to the theory and method of compiling load spectrum introduced above, combined with the statistical data of hoisting load, the load spectrum of a specific container crane in service at a port is compiled. Finally, the load spectrum of quayside container crane is given. Based on the load spectrum, Based on the linear cumulative damage theory, a simple fatigue life prediction method is proposed. (4) the load spectrum of quayside container crane is applied to two widely used fatigue analysis criteria in the world: British BS5400 standard and European F.E.M standard. The fatigue condition of the quayside container crane is analyzed in detail, and the fatigue cumulative damage of the quayside container crane under the action of load spectrum is obtained. Through the mutual verification of the two fatigue calculation standards, on the one hand, it is proved that the fatigue life prediction method provided above has certain reliability, and on the other hand, the deviation of the result caused by the error of statistical data is avoided.
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U653.921

【參考文獻】

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本文編號：2246839