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文檔簡介
1、港機金屬結(jié)構(gòu)故障診斷是保障港口安全生產(chǎn)的一個重要研究課題,對大型港口機械而言,其金屬結(jié)構(gòu)的故障時有發(fā)生,嚴重地影響生產(chǎn)的安全,并造成重大的經(jīng)濟損失和社會影響.我們運用故障診斷技術(shù)對金屬結(jié)構(gòu)件的故障進行狀態(tài)評估和壽命預(yù)測,并開發(fā)出軟(硬件)件系統(tǒng)在實踐中應(yīng)用,并不斷的研究、完善以符合實際.根據(jù)港機結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋這一主要故障的現(xiàn)狀,本文的主要工作就是以斷裂力學(xué)理論為依托,通過實驗,結(jié)合有限元技術(shù)、APDL、UIDL及VB程序開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù),對
2、港口機械金屬結(jié)構(gòu)裂紋診斷的關(guān)鍵理論Paris公式及應(yīng)用進行了研究、補充和完善,以更符合企業(yè)的實際生產(chǎn)需要.本論文的主要內(nèi)容包括:(1)論述了斷裂力學(xué)的基本理論及其分支計算斷裂力學(xué)發(fā)展趨勢,對疲勞裂紋擴展壽命模型及其在港機金屬結(jié)構(gòu)裂紋壽命預(yù)測的應(yīng)用進行闡述.(2)針對港機金屬結(jié)構(gòu)故障診斷中的核心-Paris公式的應(yīng)用,對通過無裂紋時建立有限元模型得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖,從而獲得分析裂紋擴展壽命所需應(yīng)力參數(shù)的有效性進行了實驗研究.(3)通過有限元
3、Ansys技術(shù)對該實驗中的試件建立有限元模型,對結(jié)果進行對照;并利用Ansys計算裂紋試件的應(yīng)力強度因子同經(jīng)驗公式進行了對照,驗證了結(jié)果的有效性.(4)通過Ansys二次開發(fā)技術(shù)對試件中的應(yīng)力強度因子隨裂紋長度增加而變化的數(shù)值進行求解并擬合成曲線,以了解裂紋擴展速度的變化率.在此基礎(chǔ)上,為更精確、更方便的對結(jié)構(gòu)裂紋進行診斷,提出了根據(jù)有限元模型,通過二次開發(fā)技術(shù)對任意部位的應(yīng)力強度因子(幅值)及其曲線的求解來對裂紋擴展壽命,速度變化進行
4、診斷的計算框架,對Paris公式的在金屬結(jié)構(gòu)裂紋診斷中的具體運用提供了新思路.(5)通過VB改寫、完善了原有的港機金屬結(jié)構(gòu)故障診斷系統(tǒng),引入標準型鋼數(shù)據(jù)庫及非標準型鋼幾何特性的計算功能使用戶使用更方便;對于無法得到應(yīng)力云圖而企業(yè)需要重點巡檢的部位,通過其金屬結(jié)構(gòu)總圖根據(jù)專家經(jīng)驗制成"現(xiàn)場實際應(yīng)力測試指導(dǎo)圖"集成到所開發(fā)的港機金屬結(jié)構(gòu)裂紋診斷系統(tǒng),為Paris公式的應(yīng)力值的選取部位提供方便;通過計算M1025門機,繼續(xù)對金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖進
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