基于Ansys的桥式起重机焊接箱形梁疲劳裂纹研究

桥式起重机箱形梁是典型的薄壁结构,由于起重机受载情况及本身结构焊接缺陷等因素,在箱形梁上很容易出现疲劳裂纹。针对桥式起重机箱形梁疲劳裂纹现象,借助Ansys有限元软件,对箱形梁典型工况进行受载分析,判断出裂纹的位置及其产生原因;运用断裂力学和Ansys软件分析模拟出箱形梁疲劳裂纹的应力场、位移场以及应力场区域的大小,对起重机箱形梁进行疲劳裂纹扩展以及剩余寿命的预估都有意义。     

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。     

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。     

桥式起重机疲劳裂纹扩展研究

为研究桥式起重机疲劳破坏机理,理论上分析了金属结构疲劳裂纹的扩展过程,得出裂纹扩展规律,然后在ANSYS中对其进行仿真,得出裂纹尖端应力特点和应力强度因子,并对其扩展寿命进行预测,对桥机疲劳寿命提高和事故预防有一定理论意义。     

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.     

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。     

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。     

桥式起重机结构的疲劳分析及优化设计

从应力分布和裂纹形成两个方面分析了桥式起重机产生疲劳破坏的原因,并提出了减少桥式起重机主梁疲劳断裂的应对措施。     

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。     

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。     

基于ANSYS的焊接箱形梁裂纹断裂分析

以断裂力学理论为基础,推导了焊接箱形梁裂纹尖端应力强度因子计算公式,以ANSYS作为计算工具,模拟焊接箱形梁裂纹扩展,并采用奇异单元计算在不同长度初始裂纹下起重机焊接箱形梁应力强度因子范围。     

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。     

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。     

含缺陷起重机箱形梁结构断裂分析与有限元仿真

针对起重机箱形梁结构的高发性疲劳裂纹,以线弹性断裂力学理论为基础,结合集装箱门式起重机实际裂纹扩展机理和整机的有限元结果,推算出典型工况下应力强度因子的理论值;利用ANSYS的Shell-Solid子模型技术和参数化设计语言(APDL),建立参数化的裂纹子模型。通过有限元分析,研究箱形梁下盖板从中心裂纹扩展至边裂纹情况下的应力分布情况。再利用KCALC后处理命令得到应力强度因子的有限元值,与理论值比较分析。并深入地研究了裂纹参数、主腹板厚度和下盖板厚度等对应力强度因子的影响。为起重机箱形梁结构设计和安全评定提供依据,具有重要的工程实用价值和理论意义。     

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.     

桥式起重机主梁疲劳失效概率的预估

桥式起重机焊接箱形主梁的主要破坏方式是疲劳裂纹不断扩展，最后丧失承载能力。本文用近代断裂力学理论描述疲劳裂的扩展过程，提出了疲劳裂纹扩展速率的计算式，并根据国内外参考文献推荐采用的数据，对试验梁的疲劳失效概率进行预估，表明所推荐的计算方法有参考价值。     

起重机主梁疲劳强度的探讨

基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论、思路及方法,运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹起重机主梁进行有限元数值模拟,得到交变应力最大部位,预测了起重机主梁疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命,以得到不同裂纹深度的主梁疲劳寿命。     

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。     

基于等效裂纹法的桥(门)式起重机箱形梁疲劳寿命估算

针对起重机箱形梁结构及其受力情况复杂的特点,提出了一种以疲劳试验数据为基础的等效裂纹法来估算疲劳寿命。疲劳试验数据能够很好反映结构疲劳危险处的应力集中影响。箱形梁疲劳危险点处的应力集中影响可以大概等效为一未焊接平板上具有一等效裂纹,并用Paris公式计算等效裂纹的扩展寿命。通过将该方法的估算结果与文献中的疲劳试验结果进行对比分析,文中方法对于常幅载荷作用下的疲劳寿命估算是有效可行的,而对于变幅载荷作用下的疲劳寿命估算还有待进一步研究。