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基于疲劳试验的桥式起重机金属结构可靠性理论研究

作　者: 王志海
导　师: 殷玉枫
学　校: 太原科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 桥式起重机 金属结构 可靠性 机械疲劳应用统计学 概率断裂力学
分类号: TB114.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 95次
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内容摘要


金属结构是桥式起重机最重要的部分,因此,本文致力于研究桥式起重机金属结构的疲劳试验和可靠性理论。本文结合试验,应用机械疲劳应用统计学、概率断裂力学、工程结构可靠性理论及应用等理论,取得了以下研究结论:1.证明了桥式起重机焊接箱形主梁对数疲劳寿命满足正态分布,建立了常幅载荷下主梁疲劳寿命的指数函数表达式,变幅载荷下总损伤量满足修正Miner线性累积损伤定律,并且服从正态分布。2.建立了桥式起重机焊接箱形主梁在常幅载荷和变幅载荷下累积损伤可靠性分析模型。3.首次推导出变幅载荷下计算裂纹扩展paris公式中C值的公式,应用机械疲劳应用统计学,计算出C值服从对数正态分布。4.建立了桥式起重机焊接箱形主梁在常幅载荷和变幅载荷下概率断裂力学可靠性分析模型。5.给出了应用应变法测量焊接箱形梁的断裂韧度的方法,并结合试验得到了焊接箱形梁焊缝材料的断裂韧度。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 本课题的研究背景和目的  7
  1.2 本课题的国内外研究现状  7-8
  1.3 本文的主要研究工作  8-11
第二章 起重机金属结构可靠性理论的基本概念和计算方法  11-17
  2.1 起重机金属结构的可靠性  11-13
    2.1.1 起重机金属结构的极限状态  11
    2.1.2 起重机金属结构的可靠性  11-13
  2.2 均值一次二阶矩可靠性分析方法  13-14
    2.2.1 线性功能函数情况下的 MVFOSM 可靠性分析方法  13-14
    2.2.2 MVFOSM 可靠性分析方法的优缺点  14
  2.3 改进一次二阶矩可靠性分析方法  14-17
    2.3.1 AFOSM 可靠性分析方法的原理及计算公式  14-15
    2.3.2 AFOSM 可靠性分析方法的优缺点  15-17
第三章 桥式起重机金属结构的抗力理论分析  17-25
  3.1 影响桥式起重机金属结构抗力的主要因素及抗力统计特性  17-19
    3.1.1 影响桥式起重机金属结构抗力的主要因素  17-18
    3.1.2 桥式起重机金属结构抗力的统计特性  18-19
  3.2 桥式起重机金属结构抗力的模型分析  19-25
    3.2.1 基于剩余强度理论的起重机金属结构抗力模型  20-21
    3.2.2 起重机金属结构抗力的概率模型  21-25
第四章 桥式起重机金属结构累积损伤可靠性分析  25-47
  4.1 常幅应力状态下桥式起重机金属结构疲劳寿命可靠性分析  25-32
    4.1.1 模型梁疲劳试验设备和方法  25-26
    4.1.2 机械零部件 P-S-N 曲线方程试验数据处理方法  26-28
    4.1.3 模型梁疲劳试验数据处理过程  28-32
    4.1.4 小结  32
  4.2 变幅载荷状态下桥式起重机金属结构疲劳寿命可靠性分析  32-40
    4.2.1 变幅载荷状态下模型梁疲劳试验方法  32-39
    4.2.2 变幅载荷状态下模型梁疲劳寿命修正 Miner 法则分析  39-40
    4.2.3 小结  40
  4.3 桥式起重机金属结构累积损伤可靠性分析  40-42
    4.3.1 模型梁疲劳破坏规律总结  40-41
    4.3.2 桥式起重机金属结构累积损伤可靠性分析模型  41-42
    4.3.3 小结  42
  4.4 实例计算  42-47
第五章 桥式起重机金属结构概率断裂力学可靠性分析  47-63
  5.1 模型梁概率断裂力学可靠性分析  47-55
    5.1.1 常幅载荷下模型梁裂纹扩展paris 公式中的 C 值推导  47-48
    5.1.2 变幅载荷下模型梁裂纹扩展paris 公式中的 C 值推导  48-55
    5.1.3 小结  55
  5.2 桥式起重机主梁概率断裂力学可靠性分析  55-59
    5.2.1 常幅载荷下桥式起重机主梁概率断裂力学可靠性分析  56-58
    5.2.2 变幅载荷下桥式起重机主梁概率断裂力学可靠性分析  58-59
  5.3 应变法测量焊接箱形梁焊缝的断裂韧度  59-63
    5.3.1 理论推导  60-61
    5.3.2 试验数据及处理方法  61-62
    5.3.3 小结  62-63
第六章 总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63
  6.2 进一步的工作  63-65
参考文献  65-69
致谢  69-71
攻读学位期间发表的学术论文  71-72

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程基础科学 > 工程数学 > 概率论、数理统计的应用 > 可靠性理论
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