服役起重機(jī)箱梁結(jié)構(gòu)可靠性分析與安全性能評估.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重機(jī)作為物料的搬運(yùn)和裝卸的機(jī)械產(chǎn)品，其需求量日益增加，然而斷裂事故卻在大型機(jī)械設(shè)備中頻繁發(fā)生，含裂紋的起重機(jī)箱梁結(jié)構(gòu)的疲勞破壞在這些事故中是最具代表性的。
　　 本文以起重機(jī)箱梁結(jié)構(gòu)為研究對象，對比分析殼單元與體單元分別對箱梁結(jié)構(gòu)建模的結(jié)果，建立三維裂紋的有限元模型，討論三維裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子與裂紋長度的關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)代疲勞理論，使用MSC.FATIGUE計(jì)算機(jī)軟件預(yù)測箱梁結(jié)構(gòu)在近似實(shí)際工作條件下的疲勞壽命

2、。運(yùn)用蒙特卡洛法，以動態(tài)分析模式計(jì)算箱梁結(jié)構(gòu)剩余可靠性指標(biāo)。論文的主要內(nèi)容包括:
　　 (1)通過MATLAB的抽樣程序產(chǎn)生隨機(jī)起重量結(jié)合在ANSYS軟件中對箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行的瞬態(tài)響應(yīng)分析得到?jīng)_擊載荷時(shí)間歷程及小車運(yùn)行過程的載荷時(shí)間歷程，將三種載荷生成載荷循環(huán)塊。
　　 (2)對比分析使用殼單元和體單元建立箱梁結(jié)構(gòu)有限元模型的結(jié)果，用有限元軟件ANSYS對含三維裂紋的斷裂模型進(jìn)行模擬，通過節(jié)點(diǎn)耦合的方法使殼單元與體單元有效地

3、連接，保證了計(jì)算結(jié)果的精度，并得到應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋長度的變化趨勢及結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度值與裂紋長度的關(guān)系。
　　 (3)為了使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確，需考慮低于疲勞極限的情況下應(yīng)力循環(huán)對結(jié)構(gòu)疲勞壽命所造成的影響，本文所采用的方法是修訂材料的S-N曲線并與導(dǎo)入的ANSYS結(jié)果文件相結(jié)合，使用MSC.FATIGUE預(yù)測箱梁結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
　　 (4)將載荷與疲勞強(qiáng)度都視為隨機(jī)過程，并考慮疲勞破壞中各影響因素，提出以動態(tài)分析模式來計(jì)算