本文選題：碳纖維 + 雙重非線性��； 參考：《山東大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：橋式起重機(jī)是橫架于車間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)上空進(jìn)行物料吊運(yùn)的起重設(shè)備。它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上,形狀似橋。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行,可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料,不受地面設(shè)備的阻礙。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)械。 橋式起重機(jī)都是以橋形主梁的金屬結(jié)構(gòu)作為主要承載構(gòu)件,它是整臺(tái)橋式起重機(jī)的骨架。再通過起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等三個(gè)工作機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng),使起重機(jī)在固定跨度的盒形空間內(nèi)完成物料搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)。因此起重機(jī)金屬橋架結(jié)構(gòu)必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性條件。其中強(qiáng)度決定了橋架的承載能力,是保證起重機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。剛度是保證橋架在規(guī)定的使用條件下不產(chǎn)生過大的變形,如果剛度太小,會(huì)使得橋架撓度過大,造成小車打滑或溜車的現(xiàn)象,進(jìn)而影響小車的正常運(yùn)行。而滿足穩(wěn)定性是保證在規(guī)定的使用條件下橋架不會(huì)失穩(wěn)。 本文主要研究減少因?yàn)樘岣邩蚴狡鹬貦C(jī)額定載荷而引起的橋架撓度過大的問題。采用的加固材料為碳纖維材料。首先通過解析分析得到了加固鋼梁界面應(yīng)力的控制微分方程。然后通過數(shù)值分析的方法——幾何材料雙重非線性分析,得到在幾種不同加固方案下,金屬橋架的撓度變化以及其內(nèi)部最大應(yīng)力的變化。研究表明在使用碳纖維加固后,橋架的撓度和橋架內(nèi)最大應(yīng)力都適當(dāng)減小了。而且在使用不同層數(shù)的碳纖維板加固橋架時(shí),橋架的撓度和內(nèi)部最大應(yīng)力的減小幅度各不相同。其中使用三層碳纖維板的加固方案最優(yōu),橋架的撓度和內(nèi)部最大應(yīng)力的減小幅度最大。通過數(shù)值分析可知,加固后鋼梁和膠層間的界面剪應(yīng)力和剝離應(yīng)力值只在梁端很短的部分較大,隨著距離梁端的距離越大急劇減小 隨著時(shí)代的發(fā)展,生產(chǎn)中對(duì)起重機(jī)的起重量和安全性能提出了更高的要求。鑒于社會(huì)資源的稀缺性和工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性,這些橋式起重機(jī)不可能因?yàn)槠鹬亓康倪m當(dāng)提高就退役,因此對(duì)橋式吊車金屬橋架進(jìn)行加固可以延長(zhǎng)這些吊車的使用壽命和確保吊車的安全工作,進(jìn)而避免資源的浪費(fèi)。
[Abstract]:Bridge crane is a lifting equipment for lifting materials over workshop, warehouse and material yard. Its two ends are located on tall concrete columns or metal supports, shaped like bridges. The bridge frame of the bridge crane runs longitudinally along the track laid on the two sides of the viaduct, which can make full use of the space below the bridge frame to lift and transport the material without the hindrance of the ground equipment. It is the most widely used, the largest number of lifting machinery. The bridge crane takes the metal structure of the bridge girder as the main bearing member, and it is the skeleton of the whole bridge crane. Then through the combined movement of three working mechanisms such as hoisting mechanism, trolley running mechanism and trolley running mechanism, the crane can complete the task of material handling in the fixed span box space. Therefore, the crane metal bridge structure must meet the strength, stiffness and stability conditions. The strength determines the bearing capacity of the bridge frame and is the necessary condition to ensure the safe operation of the crane. Stiffness is to ensure that the bridge frame does not produce too large deformation under the specified conditions of use. If the stiffness is too small, the deflection of the bridge frame will be too large, which will cause the skidding of the car or the phenomenon of running the car, and then affect the normal operation of the small car. To satisfy the stability is to ensure that the bridge frame will not lose stability under the prescribed conditions of use. In this paper, the problem of reducing the deflection of bridge frame caused by increasing the rated load of bridge crane is studied. The reinforcing material is carbon fiber material. First, the differential equation of stress control at the interface of strengthened steel beam is obtained by analytical analysis. Then the deflection of metal bridge and the change of maximum internal stress of metal bridge under several different reinforcement schemes are obtained by the method of numerical analysis, which is the double nonlinear analysis of geometric material. The results show that the deflection of the bridge frame and the maximum stress in the bridge frame are reduced properly after the reinforcement with carbon fiber. Moreover, the deflection and the maximum stress of the bridge frame are different when different layers of CFRP are used to reinforce the bridge frame. Among them, the reinforcement scheme with three layers of CFRP is optimal, and the maximum deflection and maximum stress of the bridge are decreased greatly. Through numerical analysis, it can be seen that the interfacial shear stress and peeling stress between the strengthened steel beam and the rubber layer are only larger in the very short part of the beam end, and decrease sharply with the increase of the distance from the beam end with the development of the times. In the production of crane lifting weight and safety performance put forward higher requirements. In view of the scarcity of social resources and the economy of engineering construction, these overhead cranes cannot be decommissioned as a result of proper lifting. Therefore, strengthening the metal bridge of bridge crane can prolong the service life of these cranes and ensure the safety of crane, thus avoiding the waste of resources.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH215

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本文編號(hào)：2079708