大型塔式起重機金屬結(jié)構(gòu)損傷模式與風(fēng)險評估方法研究
本文關(guān)鍵詞:大型塔式起重機金屬結(jié)構(gòu)損傷模式與風(fēng)險評估方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著大型起重機械在當今工業(yè)中的推廣應(yīng)用,復(fù)雜工況下的整機安全性能研究面向結(jié)構(gòu)大型化,參數(shù)復(fù)雜化的趨勢發(fā)展。塔式起重機作為各類重要作業(yè)場所常見的起重工具,其整機結(jié)構(gòu)性能的安全形式十分嚴峻。本文基于事故致因理論分析塔機事故的常見損傷模式,構(gòu)建整機風(fēng)險評估指標體系,提出基于組合賦權(quán)的定量風(fēng)險評估方法。通過現(xiàn)場測試和有限元分析結(jié)果來說明以風(fēng)險評估結(jié)果作為是否需進行傳統(tǒng)安全評估的篩選依據(jù)的正確性。 本文具體的研究內(nèi)容包括以下五部分: (1)統(tǒng)計分析國內(nèi)外事故案例,從事故致因角度劃分事故類別,總結(jié)各類事故的成因和防范對策,獲得影響事故發(fā)生的主要損傷模式類別。 (2)從人、機、環(huán)境、管理四方面建立整機風(fēng)險評估指標體系,并結(jié)合主觀層次分析賦權(quán)和客觀熵權(quán)對評價指標組合賦權(quán)。對各級指標構(gòu)建因素集、評判集,確定各評價集風(fēng)險隸屬度,形成一套塔機定量風(fēng)險評估方法。 (3)選取一臺使用了近30年的塔式起重機作為評估樣機,對其進行風(fēng)險評估實例分析。現(xiàn)場調(diào)研塔機的實際工作狀態(tài),獲得了提供給相關(guān)專家打分的指標信息,結(jié)合多個專家問卷調(diào)查的結(jié)果得到隸屬度數(shù)據(jù),綜合算得整機定量風(fēng)險值,確定了風(fēng)險級別。 (4)現(xiàn)場測試主要通過選定典型測試點獲得塔機在典型工況下的靜態(tài)或準靜態(tài)最大應(yīng)力值和最大位移。并提出了在載重確定的情況下,最大應(yīng)力值與幅度的函數(shù)關(guān)系,為未測試工況不同幅度下的最大應(yīng)力值預(yù)測提供了理論支持。 (5)整機有限元靜力學(xué)分析補充了實測測點數(shù)目偏少的缺陷,獲得典型工況下的應(yīng)力值。而動力學(xué)中的模態(tài)分析提取分析了前五階振型圖,算得在役塔機的實際固有頻率,通過應(yīng)力響應(yīng)分析獲得了加載或卸載過程可能存在的強度失效情況。綜合分析結(jié)果顯示整機在降級使用的各工況下是基本安全的,表明所提出的以定量風(fēng)險評估方法的評估結(jié)果為篩選依據(jù)是可行的。
【關(guān)鍵詞】:塔式起重機 風(fēng)險評估 損傷模式 應(yīng)力測試 模態(tài)分析 應(yīng)力響應(yīng)分析
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TH213.3
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-8
- 符號說明8-11
- 第一章 緒論11-22
- 1.1 研究背景及意義11-13
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
- 1.2.1 大型塔機金屬結(jié)構(gòu)損傷模式研究現(xiàn)狀13-14
- 1.2.2 大型塔機整機風(fēng)險評估方法研究現(xiàn)狀14-18
- 1.2.3 大型塔機機械結(jié)構(gòu)有限元分析研究現(xiàn)狀18-20
- 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線20-22
- 1.3.1 研究內(nèi)容20-21
- 1.3.2 主要研究內(nèi)容的技術(shù)路線圖21-22
- 第二章 大型塔機損傷模式及風(fēng)險評估指標研究22-34
- 2.1 引言22
- 2.2 大型塔機整機 RBS 評估方法22-24
- 2.3 大型塔機金屬結(jié)構(gòu)損傷模式統(tǒng)計分析24-33
- 2.3.1 大型塔機事故案例分析25-28
- 2.3.2 事故成因分析28-30
- 2.3.3 整機指標體系的構(gòu)建30-33
- 2.4 本章小結(jié)33-34
- 第三章 大型塔機整機風(fēng)險評估方法及實例應(yīng)用分析34-48
- 3.1 引言34
- 3.2 基于組合賦權(quán)法的塔機風(fēng)險評估方法34-38
- 3.2.1 塔機定量風(fēng)險評估數(shù)學(xué)原理34-35
- 3.2.2 基于組合賦權(quán)的風(fēng)險評估模型35-38
- 3.3 基于組合賦權(quán)法的塔機風(fēng)險評估實例38-47
- 3.3.1 調(diào)研情況說明38-39
- 3.3.2 權(quán)重計算過程示例39-43
- 3.3.3 多級定量綜合評估43-47
- 3.4 本章小結(jié)47-48
- 第四章 大型塔機現(xiàn)場工程測試研究48-60
- 4.1 引言48
- 4.2 測試實驗研究48-53
- 4.2.1 測試目的48
- 4.2.2 主要測試設(shè)備及裝置48-50
- 4.2.3 測試方案及流程50-53
- 4.3 工程測試及結(jié)果分析53-59
- 4.3.1 測試過程53-55
- 4.3.2 結(jié)果分析55-59
- 4.4 本章小結(jié)59-60
- 第五章 大型塔機主金屬結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析60-76
- 5.1 引言60
- 5.2 ANSYS 分析介紹60-66
- 5.2.1 力學(xué)分析的有限元模型61-64
- 5.2.2 有限元分析的載荷處理64-66
- 5.3 靜力學(xué)計算及結(jié)果分析66-67
- 5.4 動力學(xué)計算及結(jié)果分析67-73
- 5.4.1 模態(tài)分析67-71
- 5.4.2 應(yīng)力響應(yīng)分析71-73
- 5.5 對比分析73-75
- 5.6 本章小結(jié)75-76
- 結(jié)論與展望76-78
- 結(jié)論76-77
- 展望77-78
- 參考文獻78-82
- 附錄82
- 附錄1 專家調(diào)查表82-85
- 附錄2 權(quán)重打分表85-95
- 附錄3 模擬分析結(jié)果95-100
- 3.1 靜力學(xué)部分95-97
- 3.2 動力學(xué)部分—模態(tài)分析97-100
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果100-101
- 致謝101-102
- 附件102
【參考文獻】
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,本文編號:406428
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