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桥式起重机寿命评估及起升能力提升

作　者: 陈贤波
导　师: 李培玉
学　校: 浙江大学
专　业: 机械工程
关键词: 起重机寿命评估能力提升
分类号: TH215
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

宝钢条钢厂初轧车间25t×27.5m耙式起重机具有跨度大、工作频率高的特点。经过20余年的使用,已有劣化趋势。此外由于生产工艺的改变,需要提升该起重机起升能力。本论文以该桥式起重机为研究对象,采用现场测试与数值仿真相结合的方法,对其结构疲劳强度及疲劳寿命进行评估,完成相应的设备改进及局部改造方案,增加了起重机的工作能力和安全系数,起重机起升能力由现有的25t提高至30t。论文完成的主要工作有：1)对起重机基本结构参数和应力水平进行了有针对性的测试,为全面了解起重机健康状况提供依据。结果表明起重机主梁除发现有一条约100mm的裂缝外,目前尚无其他结构问题,但其抗变形能力出现一定弱化。2)建立起重机有限元分析模型并进行多种工况下的计算。计算结果与实测结果的误差平均为5%。表明有限元模型的合理性。3)结合有限元分析结果和现场实测数据,对用于疲劳寿命评估用数据进行修正,根据测点数据重构出起重机危险部位的载荷谱。4)对起重机的疲劳寿命进行评估,结果表明。主梁结构还有相当长的使用期。5)根据测试与有限元分析结果,提出起重机加固方案和机构改造方案。有限元仿真和机构计算结果表明其可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-31
  1.1 钢结构疲劳问题研究现状  9-25
    1.1.1 疲劳累积损伤理论  12-17
    1.1.2 载荷统计方法  17-23
    1.1.3 疲劳寿命估算法  23-25
  1.2 桥式起重机结构疲劳及寿命评估现状  25-28
    1.2.1 桥式起重机的检测方法  25-26
    1.2.2 桥式起重机的疲劳破坏特性  26-27
    1.2.3 桥式起重机的寿命评估  27-28
  1.3 有限元分析用于疲劳寿命预测研究现状  28-29
  1.4 课题提出的背景,研究方法,技术路线  29-31
第2章起重机桥架测试  31-44
  2.1 测试方案  31-34
    2.1.1 起重机桥架结构测试方案  31-32
    2.1.2 起重机应力测试方案  32-33
    2.1.3 测试框图  33-34
    2.1.4 测试工况  34
  2.2 测试结果及分析  34-44
    2.2.1 起重机桥架结构测试结果  34-38
    2.2.2 起重机应力测试结果  38-44
第3章桥式起重机桥架三维有限元计算分析  44-57
  3.1 有限元计算模型  44-46
    3.1.1 结构主要设计参数  44-45
    3.1.2 有限元模型的建立  45-46
    3.1.3 载荷及边界约束条件  46
    3.1.4 计算工况  46
  3.2 有限元模型验证  46-52
    3.2.1 各工况测试结果  46-49
    3.2.2 主梁测点处计算结果及分析  49
    3.2.3 计算结果与测量结果对比  49-52
  3.3 提升目标工况下计算结果  52-57
    3.3.1 小车起升30t载荷至主梁跨中  52-53
    3.3.2 小车提升30t载荷至主梁司机室端  53-57
第4章起重机主梁的载荷谱及疲劳寿命分析  57-62
  4.1 统计用应力时间历程修正  57-59
  4.2 主梁应力变程频次统计  59-60
  4.3 疲劳寿命估算  60-62
    4.3.1 疲劳寿命估算公式  60-61
    4.3.2 疲劳寿命估算所需相关参数  61
    4.3.3 主梁在实际工况下的疲劳寿命估算  61-62
第5章起重机修复加固措施  62-75
  5.1 主梁修复加固措施  62-65
  5.2 桥机加固后主梁计算结果及分析  65-71
    5.2.1 关于加固后主梁力学模型  65
    5.2.2 计算结果及分析  65-71
  5.3 机构修复改造方案  71-75
    5.3.1 起重机机构验算  71-74
    5.3.2 起重机机构改造方案  74-75
第6章结论  75-77
参考文献  77-83
作者简介  83-84
致谢  84

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