本文關(guān)鍵詞：門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：門(mén)式起重機(jī)服役過(guò)程中頻繁起升重物、帶載運(yùn)行的自身特點(diǎn)，在服役過(guò)程中其鋼結(jié)構(gòu)所受的是反復(fù)的交變載荷作用，因此，疲勞脆性斷裂是威脅結(jié)構(gòu)自身安全的主要因素。本論文研究目的為構(gòu)建門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含應(yīng)力監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬、應(yīng)力譜編制及實(shí)時(shí)分析等系統(tǒng)模塊。本論文主要研究包含以下內(nèi)容： 首先，通過(guò)ANSYS軟件對(duì)門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體的參數(shù)化建模，針對(duì)不同尺寸的門(mén)式起重機(jī)只需輸入具體參數(shù)即可。通過(guò)該軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)、瞬態(tài)及模態(tài)分析，確定門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的薄弱部位，為其傳感器的布置提供依據(jù)，并計(jì)算得出結(jié)構(gòu)的零點(diǎn)狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)各部位的初始應(yīng)力。 其次，采用耐久性高、抗干擾性能強(qiáng)的光柵光纖傳感器作為健康監(jiān)測(cè)傳感源頭，創(chuàng)建一套適合于門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該結(jié)構(gòu)在不同服役工況下，各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)間歷程數(shù)據(jù)。 再次，結(jié)合門(mén)式起重機(jī)的自身服役特點(diǎn)，確定適合該結(jié)構(gòu)的疲勞累計(jì)損傷理論，查找到適合于該結(jié)構(gòu)的P-r-S-N曲線，對(duì)結(jié)構(gòu)的薄弱部位進(jìn)行疲勞壽命可靠性分析。 最后，對(duì)雨流計(jì)數(shù)法進(jìn)行深入探究，將通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的應(yīng)力時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行雨流計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出實(shí)測(cè)應(yīng)力譜。本系統(tǒng)最終選取四峰谷雨流計(jì)數(shù)模型，并應(yīng)用fortran語(yǔ)言進(jìn)行編程處理，實(shí)現(xiàn)了實(shí)測(cè)應(yīng)力譜的統(tǒng)計(jì)工作。 該系統(tǒng)的建立，可實(shí)時(shí)對(duì)門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面進(jìn)行壽命評(píng)估，，評(píng)估出不同置信水平條件下且具有不同可靠度的疲勞壽命，得出更具有說(shuō)服力及實(shí)用價(jià)值的損傷評(píng)估預(yù)警系統(tǒng)，該方法可為門(mén)式起重機(jī)科學(xué)管理及對(duì)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、診斷、維修和報(bào)廢等時(shí)間點(diǎn)的確定提供重要的指導(dǎo)性意見(jiàn)，并為同類(lèi)特種設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的疲勞壽命可靠性實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)提供一定的借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu) P-r-S-N曲線 應(yīng)力譜 雨流計(jì)數(shù)法 累計(jì)損傷準(zhǔn)則
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH213.5;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)14
• 1.2.2 疲勞損傷研究的歷史回顧及研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.2.3 疲勞壽命評(píng)估研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 起重機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 起重機(jī)疲勞壽命評(píng)估的展望18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-20
• 第2章 門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)分析20-41
• 2.1 引言20
• 2.2 門(mén)式起重機(jī)概述20-21
• 2.2.1 門(mén)式起重機(jī)簡(jiǎn)介20-21
• 2.3 門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的 ANSYS 分析21-39
• 2.3.1 有限元法基本思路21
• 2.3.2 有限單元法求解步驟21-23
• 2.3.3 ANSYS 軟件23-24
• 2.3.4 有限元計(jì)算結(jié)構(gòu)模型的建立24-26
• 2.3.5 網(wǎng)格的劃分26-27
• 2.3.6 計(jì)算模型邊界條件的施加27-28
• 2.3.7 計(jì)算載荷28-29
• 2.3.8 計(jì)算工況29-36
• 2.3.9 門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)分析36-39
• 2.3.10 危險(xiǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)確定的影響因素及測(cè)點(diǎn)布置39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第3章 門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估理論41-54
• 3.1 引言41
• 3.2 疲勞的基本概念41-42
• 3.2.1 疲勞破壞的定義及分類(lèi)41-42
• 3.3 門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估方法流程42-43
• 3.4 疲勞累計(jì)損傷理論43-46
• 3.4.1 線性疲勞累積損傷理論44-45
• 3.4.2 非線性疲勞累積損傷理論45-46
• 3.5 金屬結(jié)構(gòu)材料的疲勞性能46-53
• 3.5.1 金屬結(jié)構(gòu)材料的 S-N 曲線46-47
• 3.5.2 金屬結(jié)構(gòu)材料的 P-r-S-N 曲線47-48
• 3.5.3 金屬結(jié)構(gòu)材料的疲勞性能影響因素及其修正48-51
• 3.5.4 等壽命曲線51-53
• 3.5.5 循環(huán)應(yīng)力幅低于疲勞極限段 P-S-N 曲線的修正53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 基于光纖布拉格光柵的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)54-65
• 4.1 引言54
• 4.2 光纖 Bragg 光柵傳感技術(shù)簡(jiǎn)介54-56
• 4.2.1 光纖布拉格光柵傳感（FBG）技術(shù)概述54
• 4.2.2 光纖光柵傳感技術(shù)的基本原理及系統(tǒng)組成54-56
• 4.3 基于 FBG 傳感器的應(yīng)力采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-60
• 4.3.1 應(yīng)變傳感器的選擇56-57
• 4.3.2 FBG 傳感器采樣頻率的確定57-58
• 4.3.3 FBG 傳感器布置與溫度補(bǔ)償58-59
• 4.3.4 光信號(hào)解調(diào)接收系統(tǒng)59-60
• 4.4 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集60-64
• 4.4.1 測(cè)試工況60-61
• 4.4.2 測(cè)試結(jié)果61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 疲勞應(yīng)力譜編制及壽命評(píng)估系統(tǒng)65-78
• 5.1 引言65
• 5.2 應(yīng)力譜的相關(guān)參數(shù)65
• 5.3 應(yīng)力時(shí)間歷程數(shù)據(jù)的修正65-66
• 5.4 應(yīng)力譜編制方法研究66-73
• 5.4.1 雨流計(jì)數(shù)法66-67
• 5.4.2 四峰谷雨流計(jì)數(shù)模型67-71
• 5.4.3 雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果71-73
• 5.5 門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估計(jì)算73-74
• 5.6 算例74-77
• 5.6.1 P-r-S-N 的獲得74-75
• 5.6.2 疲勞壽命評(píng)估75-77
• 5.7 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及取得科研成果85-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：門(mén)式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性評(píng)估系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：363908