桥式起重机箱形梁疲劳裂纹及其剩余寿命

疲劳裂纹是导致桥式起重机箱形梁失效的主要原因,本文以75/20 t×16 m桥式起重机为例,分析其箱形梁疲劳裂纹主要产生位置及产生原因,利用ANSYS得到箱形梁疲劳裂纹在扩展阶段的应力场和位移场,分析其扩展规律,并提出一种结构改进方法,并通过ANSYS验证了这种方法的合理性。采用损伤容限设计法对桥式起重机箱形梁疲劳裂纹的剩余寿命进行计算和分析。     

桥机焊接箱形梁疲劳裂纹扩展及剩余寿命分析

研究了含疲劳裂纹的桥式起重机焊接箱形梁裂纹扩展的一般规律。运用断裂力学推导出疲劳裂纹寿命计算公式,用以估算桥式起重机主梁的剩余寿命。     

焊接构件疲劳可靠度的计算

依据焊接构件疲劳裂纹扩展存在临界速率的事实,建立变幅应力,等幅应力和给定裂纹长度时构件疲劳可靠度的计算公式。并用桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验数据,对给定裂纹长度时构件疲劳可靠度的计算公式进行验算,结果表明,该公式较好地反映了焊接箱形梁的可靠度和裂纹长度以及应和幅之间的关系,为已存在裂纹的焊接箱形梁的降额使用提供了理论依据。     

起重机箱形梁贯穿裂纹尖端前沿形状简化研究

以36t集装箱门式起重机箱形梁为研究对象,针对结构的疲劳裂纹,利用有限元分析软件Abaqus建立了起重机箱形梁的整体有限元模型和裂纹子模型,采用相互作用积分法分别求解了下盖板和腹板上实际斜裂纹以及相应简化等长裂纹的应力强度因子K_I,研究了起重机箱形梁贯穿裂纹尖端前沿形状简化的合理性。通过对比分析计算结果,发现简化等长裂纹尖端的最大应力强度因子K_I,总是大于实际斜裂纹尖端的应力强度因子值,说明将实际斜裂纹简化成等长裂纹是有效可行的。为起重机箱形梁结构进行断裂分析提供了依据。     

焊接箱形梁疲劳寿命分析与在线监测装置研究

通过对箱形梁疲劳实验的分析，以Miner疲劳损伤累积理论为基础，运用Paris—Erdogan方程建立数学模型，结合实验数据，得出疲劳寿命公式。据此，可以实现对箱形梁的疲劳寿命进行计算以及起重机箱形梁在线监测装置的开发研究。文中给出了在线监测装置的构成形式，编制了桥式铸造起重机寿命估算的软件，模拟实现在线监测装置的工作原理。     

桥式起重机焊接箱形梁疲劳裂纹与剩余寿命的研究

以桥式起重机焊接箱形梁为研究对象,运用断裂力学,对强度因子和疲劳裂纹扩展公式加以修正,研究了在恒幅与随机变幅载荷作用下线弹性裂纹的扩展情况,以及材料在小范围屈服的情况下弹塑性裂纹的扩展情况。该研究与实际情况更加接近,能够相对准确地估算出桥式起重机的剩余寿命,对于减少起重机疲劳破坏事故的发生,指导起重机的设计、制造和特种设备的检验分析具有重要意义。     

在役桥(门)式起重机箱形梁结构的疲劳安全评定

针对桥(门)式起重机箱形梁结构的疲劳评定问题,以断裂力学理论为基础,结合起重机结构的实测裂纹和随机载荷的统计情况,探索出一套适用于起重机箱形梁结构疲劳评定的流程和方法。以36t集装箱门式起重机为例,通过对箱形主梁裂纹的简化分析和随机载荷的等效处理,采用一阶段和两阶段的裂纹扩展规律,计算出起重机箱形梁在随机载荷作用下的临界裂纹尺寸和裂纹扩展寿命,并对不同位置、不同扩展准则条件下疲劳裂纹扩展结果进行了对比分析。评定流程和方法简单且易操作,计算结果具有较高可信度,对桥(门)式起重机疲劳评定检测和减少疲劳断裂事故发生具有重要的工程实用价值。     

存在裂纹缺陷的焊接箱形梁的可靠度计算

依据焊接构件疲劳裂纹扩展存在临界速率的事实,对给定裂纹长度下焊接缺陷梁的疲劳可靠度计算方法进行了研究.并运用蒙特卡洛方法,结合桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验统计数据,对给定裂纹长度时缺陷梁的可靠度的计算方法进行验算.结果表明,该研究方法较好地反映了焊接箱形梁的可靠度和裂纹长度及应力幅之间的关系,为已存在缺陷的焊接箱形梁的可靠度计算提供了理论依据.     

起重机箱形梁波纹腹板的非线性屈曲分析

为了解决起重机箱形梁腹板薄壁化与剪切屈曲之间的矛盾,将波纹钢板应用于桥式起重机主梁,提出以波纹钢板代替传统直腹板的新型起重机主梁结构形式。采用Ansys中具有应力刚化及大变形功能的Shell181单元离散波纹钢板,分析中考虑材料非线性和结构初始几何缺陷的影响,利用有限元方法对结构进行非线性剪切屈曲分析,并通过实例研究波纹腹板箱梁波纹尺寸、腹板厚度以及上、下翼缘板厚度等因素对波纹腹板剪切屈曲极限载荷的影响,为波纹腹板箱形梁桥式起重机的设计提供参考。     

铸造起重机金属结构疲劳裂纹扩展分析

针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明:通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。     

桥式起重机箱形梁的结构优化设计研究

桥式起重机是起重机械的一种类型,它的性能很大程度上取决于其箱形梁结构.在对箱形梁进行全面的受力分析的基础上,建立了桥式起重机主梁结构的优化数学模型,并采用有限元软件Patran/Nastran和MMA算法程序对其进行了结构优化.最终,得到了满意的结果.     

桥式起重机焊接箱形梁疲劳寿命新算法

桥式起重机的寿命通常由焊接箱形梁的疲劳寿命决定,在此研究了接近于实际的桥式起重机焊接箱形梁试件的疲劳寿命,得到了不同可靠度R下疲劳寿命的对数函数表达式和指数函数表达式,有助于桥式起重机主梁疲劳寿命的优化计算.     

桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征

文中通过声发射技术对桥式起重机箱形梁Q345B/Q235B异种钢焊接接头疲劳损伤过程进行表征,发现了声发射特征参数变化取决于疲劳裂纹扩展不同阶段的特点,得以利用声发射动态监测桥式起重机循环载荷下的疲劳损伤状态,从而实现及早预警的目的。另外,通过对异种钢焊接接头焊缝和热影响区2种不同缺陷位置疲劳实验各阶段典型声发射信号的对比分析,获知热影响区比焊缝位置更易发生疲劳断裂,故箱形主梁在服役过程中应重点关注异种钢焊接接头热影响区位置并及早发现危险。     

基于断裂损伤和C++的起重机箱形梁寿命预估系统研究

针对起重机箱形梁张开型疲劳裂纹,结合断裂力学经典的Pairs裂纹扩展公式和损伤力学的Miner连续损伤理论,推导出恒幅载荷与变幅载荷作用下,疲劳裂纹扩展公式及寿命预估公式;借助Visual C++强大的编程功能,将推导出剩余寿命公式程序化,开发出起重机箱形梁剩余寿命智能化评估软件,可成功快速地评估出箱形梁的剩余寿命。     

基于FEM的桥式抓斗卸船机疲劳分析

介绍起重机抗疲劳设计方法和《欧洲起重机械设计规范》（FEM）,以桥式抓斗卸船机为研究对象,利用有限元分析软件Ansys,参考FEM标准,对其实际结构进行模拟,并进行疲劳分析,给出计算结果,解决了实际工程需要。     

桥式起重机空腹式箱形主梁的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对桥式起重机的实腹式和空腹式箱形梁的应力与变形情况进行了分析计算,得到了2种形式的箱形梁在一定条件下均可以满足强度与刚度的要求;通过对计算结果进行比较,分析实腹式与空腹式箱形梁的各自的优缺点,对今后桥式起重机主梁结构设计提供有益的参考。     

起重机箱型梁疲劳裂纹与寿命预估

起重机疲劳裂纹是起重机破坏的主要形式之一,根据断裂力学与损伤力学,给出了单一裂纹的线弹性与弹塑性的应力强度因子和恒幅载荷与无级变幅载荷下的疲劳裂纹扩展公式,推导出了在无级变幅载荷下多裂纹的应力强度因子公式.运用起重机数据记录仪测得的数据,结合峰值计数法,得出起重机箱形梁的应力谱.结合实例对1台在役起重机箱型梁疲劳裂纹进行分析,实例表明,推导出的疲劳裂纹公式能够正确快捷地求出箱型梁的疲劳寿命;对特种设备检验以及减少起重机疲劳事故的发生具有重要的工程价值.     

焊接轨道在通用桥式起重机上的应用

对国内外通用桥式起重机焊接轨道现状进行分析,以工作级别A5、32 t-22.5 m桥式起重机为例,运用有限元软件Ansys进行分析。焊接轨道对主梁强度和刚度的贡献很大,能较大幅度降低主梁的高度,从而减轻了桥式起重机结构的质量。同时对焊接轨道热变形的控制及轨道的材料等进行分析。     

桥门式起重机疲劳裂纹扩展寿命的模拟估算

根据前人的试验和研究成果,总结推荐了桥门式起重机焊接箱形梁的各项疲劳参数取值,同时以等辐载荷疲劳裂纹稳定扩展阶段的计算公式为基础,针对起重机承受随机载荷的特点,根据时间循环法,用计算机模拟估算出桥门式起重机焊接箱形梁的疲劳裂纹扩展寿命。     

探究起重机箱形梁结构形式的改进

起重机箱形梁结构在承受较大载荷时会产生下挠变形等现象,为改善箱形梁的结构刚性,本文分析了起重机箱形主梁的结构,对比了不同梁结构的特点,并以通用桥式起重机的箱型结构为例,进行了主梁参数选择和强度计算。进而分析了影响起重机箱形梁结构变形的相关因素,并提出了改进方法,设计了起重机箱形主梁腹板结构改进方案,为起重机箱形梁结构形式的改进提供理论依据和指导。