【摘要】： 隨著現(xiàn)代港口工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,港口裝卸機(jī)械作用越來越大,功能逐漸增強(qiáng),而由于使用條件受到一定環(huán)境的限制,發(fā)生故障的機(jī)會(huì)也隨之增多,造成的后果愈加嚴(yán)重,因此可靠性問題日漸尖銳,成為國際市場上產(chǎn)品競爭的焦點(diǎn)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的固有可靠性,如在設(shè)計(jì)時(shí)留下了不可靠的隱患,在產(chǎn)品制成后給予彌補(bǔ)甚至故障發(fā)生后賠償損失都要花費(fèi)成倍的代價(jià)�？煽啃栽O(shè)計(jì)就是從安全和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮,由于載荷等因素不能準(zhǔn)確確定,把設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)(或失效概率)限制到人可接受的程度。這就需要把概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、可靠性理論等學(xué)科引進(jìn)到港口裝卸機(jī)械的設(shè)計(jì)中,研究以概率統(tǒng)計(jì)作為基礎(chǔ)的港口起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。本文把載荷、材料性質(zhì)、構(gòu)件實(shí)際尺寸等均看作基于某種概率分布的統(tǒng)計(jì)量,通過大量調(diào)查得到各基本變量的分布概型及參數(shù),然后應(yīng)用概率論可靠性知識,計(jì)算失效的概率,來評估港口機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的安全度。綜合考慮了各種情況的極限設(shè)計(jì)方法,可以使結(jié)構(gòu)可靠性以及經(jīng)濟(jì)性(用料省、重量輕、易于制造、運(yùn)輸和安裝、建造工期短、造價(jià)低和便于今后的維修與保養(yǎng)等)得到統(tǒng)一。 本文借鑒我國鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)原理及方法,以及國內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等,研究起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論,建立起金屬結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算,受載情況、材料性能以及結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計(jì)分析,目標(biāo)可靠指標(biāo)的確定等一套完整計(jì)算方法。一方面探索港口起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)用極限狀態(tài)法的實(shí)用設(shè)計(jì)方法,包括載荷分項(xiàng)系數(shù)、結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)等的確定方法,并以一臺廠家實(shí)際產(chǎn)品的金屬結(jié)構(gòu)為例,分別采用許用應(yīng)力法、以及國內(nèi)外不同規(guī)范中極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì),并對強(qiáng)度、靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)剛度、壓桿穩(wěn)定、板的穩(wěn)定性、疲勞分別進(jìn)行校核,在強(qiáng)度、穩(wěn)定性、疲勞指標(biāo)均達(dá)到允許指標(biāo)的90%以上時(shí),列出結(jié)果進(jìn)行對比分析。另一方面本文以一次二階矩方法為基礎(chǔ),結(jié)合工廠和用戶經(jīng)驗(yàn),以實(shí)例為基礎(chǔ),從原理開始推導(dǎo),并按照驗(yàn)算點(diǎn)法借助matlab程序給出在最危險(xiǎn)工況某一目標(biāo)可靠指標(biāo)下的各系數(shù)的建議值,以此設(shè)計(jì)得到一組新的結(jié)構(gòu)參數(shù),結(jié)合ANSYS軟件中的概率設(shè)計(jì)分析PDS部分,分別對以上幾組結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度、靜動(dòng)態(tài)剛度、穩(wěn)定性和疲勞的全面校核,通過數(shù)據(jù)分析得出了規(guī)范中推薦的安全度水平和暴露的問題,并對我國的港口起重機(jī)設(shè)計(jì)和制造提出了一些建議,為一些比較大型的港口機(jī)械企業(yè)提供了一種新的概率設(shè)計(jì)方法以供參考。 另外,本論文的最終目的是為工程實(shí)際應(yīng)用服務(wù),我衷心的希望我的研究能夠?qū)ξ覈鹬貦C(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范推廣應(yīng)用和今后的修訂以及其它機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有所幫助和參考,以此提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和可靠性,真正實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)實(shí)的工程意義。
【圖文】：

…，X。)表示結(jié)構(gòu)上的作用效應(yīng)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠狀態(tài);極限狀態(tài);失效狀態(tài)。的概率(構(gòu)件功能函數(shù)Z>0的概率率(構(gòu)件功能函數(shù)Z<0的概率)稱效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R兩個(gè)隨機(jī)變量從正態(tài)分布，其均值。:一;;一，，，

。，，。�！緉。(2一2一22)圖2.3是一個(gè)三維空間(Z，R，S)，其中Z=R一S是一個(gè)空間平面，它與(R，S)平面的交線R一S=0表示極限狀態(tài)，將(R，S)平面劃分為安全區(qū)和失效區(qū).(圖2.4a)。再按圖2.3二維空l旬(Z
【學(xué)位授予單位】：上海海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH21

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本文編號：2642343