發(fā)布時間：2017-05-19 22:07

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的橋式起重機隨機應(yīng)力譜獲取方法及其壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，重工業(yè)逐漸成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，從農(nóng)業(yè)到軍工業(yè)、從礦業(yè)到建筑業(yè)、從倉庫到碼頭，隨處都可以看見一種用于搬運物料的機械—起重機。其中橋式起重機是目前應(yīng)用最廣且使用最多的一種起重設(shè)備，同時它的事故發(fā)生率與其它類型的起重機相比較高，危險因素也較多，近年來由于橋式起重機引起的事故屢見不鮮。為了能夠減少事故發(fā)生率，國家規(guī)定橋式起重機兩年就必須進行一次檢驗，然而每次檢驗都要耗費大量的人力和時間，因此我們可以對橋式起重機進行仿真，運用軟件進行疲勞分析和壽命評估，這樣不但可以減少成本并且能夠有效的預(yù)防事故的發(fā)生。 首先，進行現(xiàn)場調(diào)查和測驗，確定試驗對象，本文確定的研究對象為75/30T雙梁橋式起重機，獲得其詳細參數(shù)和起吊工況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再用貼應(yīng)變片的方式，獲得其應(yīng)力-時間歷程，最后進行數(shù)據(jù)處理和疲勞計算，保存試驗方法下的壽命資料，為后面進行ANSYS有限元分析軟件仿真提供對比數(shù)據(jù)。 其次，使用ANSYS有限元分析軟件對此橋式起重機進行建模，通過對三種滿載下的工況進行靜力分析，查看其應(yīng)力分布云圖，，經(jīng)過對比和分析確定其危險截面，再通過動力學(xué)分析對危險截面的八個關(guān)鍵節(jié)點的應(yīng)力-時間歷程進行對比和分析，確定危險截面的最終疲勞核算點。 最后，使用ANSYS有限元分析軟件對現(xiàn)場調(diào)查和測驗所獲得的一百多組起吊工況進行動力學(xué)分析，模擬其起吊、移動和卸載的整個過程，獲得這些工況下的應(yīng)力-時間歷程，通過軟件仿真和雨流技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理，編制隨機應(yīng)力譜，再通過修正的邁因納疲勞累積損傷理論進行壽命分析和剩余壽命評估。 本文通過使用試驗法和ANSYS有限元分析軟件仿真法，對橋式起重機的箱型主梁進行了疲勞分析，最后將兩種方法下的剩余壽命估算結(jié)果進行分析對比，相對誤差為6.45%，驗證了ANSYS有限元分析軟件仿真的可行性和實用性。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機 有限元 雨流計數(shù) 應(yīng)力譜 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH215
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 立題依據(jù)以及研究意義11-12
• 1.2 課題來源12
• 1.3 疲勞發(fā)展史12-13
• 1.4 本文的研究對象13-14
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及方法14-17
• 第二章 疲勞基礎(chǔ)理論概述17-27
• 2.1 疲勞和疲勞壽命17
• 2.1.1 疲勞17
• 2.1.2 疲勞壽命17
• 2.2 抗疲勞設(shè)計方法總述17-21
• 2.2.1 名義應(yīng)力疲勞設(shè)計方法18
• 2.2.2 局部應(yīng)力應(yīng)變法18-19
• 2.2.3 損傷容限法19
• 2.2.4 疲勞可靠性設(shè)計方法19-21
• 2.3 疲勞累積損傷理論21-23
• 2.3.1 線性疲勞累積損傷理論21
• 2.3.2 雙線性疲勞累積損傷理論21-22
• 2.3.3 非線性疲勞累積損傷理論22
• 2.3.4 概率疲勞累積損傷理論22-23
• 2.4 疲勞壽命的主要影響因素23-25
• 2.4.1 結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響因素23-24
• 2.4.2 橋式起重機疲勞壽命的影響因素24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第三章 橋式起重機箱型主梁結(jié)構(gòu)有限元分析27-45
• 3.1 有限元法（Finite Element Method, FEM）27
• 3.2 ANSYS 有限元分析軟件介紹27-29
• 3.2.1 ANSYS 簡介27-28
• 3.2.2 APDL 簡介28-29
• 3.3 建立箱型主梁結(jié)構(gòu)有限元模型29-31
• 3.3.1 箱型主梁結(jié)構(gòu)單元類型的選擇29-30
• 3.3.2 主梁材料屬性的設(shè)置30
• 3.3.3 設(shè)置單元實常數(shù)30
• 3.3.4 建模30-31
• 3.4 箱型主梁結(jié)構(gòu)有限元模型的網(wǎng)格劃分方法31-33
• 3.4.1 有限元模型網(wǎng)格劃分的步驟31-32
• 3.4.2 有限元模型網(wǎng)格劃分的基本原則32-33
• 3.5 加載及邊界條件33-34
• 3.5.1 需要施加的載荷種類33
• 3.5.2 主梁載荷加載方式以及設(shè)置約束33-34
• 3.6 靜力學(xué)分析34-37
• 3.7 動力學(xué)分析37-43
• 3.8 本章小結(jié)43-45
• 第四章 橋式起重機隨機應(yīng)力譜的獲取45-61
• 4.1 基于試驗的橋式起重機疲勞核算點的應(yīng)力-時間歷程的獲取45-48
• 4.1.1 現(xiàn)場試驗過程45-46
• 4.1.2 試驗具體步驟46-48
• 4.2 基于 ANSYS 的橋式起重機疲勞核算點的應(yīng)力-時間歷程的獲取48-49
• 4.2.1 確定疲勞核算點位置48
• 4.2.2 確定工況48-49
• 4.2.3 使用 ANSYS 有限元分析軟件進行模擬49
• 4.3 雨流計數(shù)49-52
• 4.3.1 計數(shù)法簡介49-50
• 4.3.2 雨流計數(shù)的一般計數(shù)規(guī)則和計數(shù)原理50-52
• 4.4 數(shù)據(jù)處理52-58
• 4.4.1 預(yù)處理53-54
• 4.4.2 雨流計數(shù)54-57
• 4.4.3 獲取二維應(yīng)力譜57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-61
• 第五章 疲勞壽命分析和剩余壽命評估61-69
• 5.1 疲勞壽命分析61-64
• 5.1.1 確定材料的 S-N 曲線和 P-S-N 曲線61-63
• 5.1.2 確定應(yīng)力譜63-64
• 5.2 剩余壽命估算64-66
• 5.3 本文研究方法的特點66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻71-77
• 致謝77-79
• 附錄 A 工況表79-81
• 附錄 B 應(yīng)力-時間歷程表81-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邱法聚;丁高耀;;港口起重機械損傷容限法疲勞壽命評估探討[J];裝備制造技術(shù);2013年03期

2 鞠楊，樊承謀;疲勞累積損傷理論研究[J];哈爾濱建筑工程學(xué)院學(xué)報;1994年05期

3 段忠東，歐進萍;基于概率疲勞累積損傷理論的構(gòu)件抗力衰減分析[J];哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報;1996年01期

4 董樂義,羅俊,程禮;雨流計數(shù)法及其在程序中的具體實現(xiàn)[J];航空計測技術(shù);2004年03期

5 蔣祖國;雙參數(shù)循環(huán)計數(shù)法及其簡化原則[J];航空學(xué)報;1981年01期

6 張成成;姚衛(wèi)星;葉彬;;連接件疲勞壽命分析的等效SSF法[J];航空學(xué)報;2009年02期

7 藍宏,金昌,黃梅;影響滾子鏈疲勞壽命的主要因素[J];吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1997年03期

8 徐越文;李海超;文濤;袁輝;魏海濱;;基于APDL的雨流法程序設(shè)計及其應(yīng)用研究[J];軍事交通學(xué)院學(xué)報;2008年03期

9 徐承軍;;基于名義應(yīng)力法的港口起重機金屬結(jié)構(gòu)安全使用期估算[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2007年02期

10 李鵬;;橋式起重機主梁變幅疲勞壽命試驗載荷譜[J];機械強度;1991年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的橋式起重機隨機應(yīng)力譜獲取方法及其壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：380015