门座起重机臂架系统结构安全评价及可靠性研究

论文摘要

现役门座起重机大多快达到或已经达到使用年限,但是由于经费和实际情况的需要,不能轻易的将起重机更换,因此起重机的安全性和可靠性问题就成了日益突出的问题。臂架系统是门座式起重机的重要承载部件之一,其整体性能好坏对整机的正常运转有直接影响。现役门座起重机,由于使用多年,已经出现了很多安全隐患。如:铆钉脱落,疲劳裂纹,锈蚀变薄等。针对以上问题,本文以现役75t门座起重机臂架系统为研究对象,参阅大量起重机论文和起重机设计手册,并结合厂方提供的数据,给出了符合起重机臂架系统实际运行的载荷和工况。由于本文研究的对象大量采用了铆接和焊接结构,因此应用“位移主—从约束”方法,结合实际的观测结果,在I-DEAS软件中完成了臂架承系统关键部件的三维建模,并进行了有限元分析,通过计算结出了该部件观测部位不同工况上的应力及变形规律。根据有限元的结果,应用Paris公式,对起重机疲劳寿命作了初步探讨。本文以可靠性理论为基础,对起重机臂架系统进行了FMEA分析和FTA分析,提出了现役门座起重机使用中应注意的事项。实践表明,本文的研究成果将对现役门座起重机的维护、维修和保养提供有益的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• ⑴ 课题来源及研究意义
• ⑵ 起重机结构安全性研究的发展概况与现状
• ⑶ 大型机械可靠性研究的概况与现状
• ⑷ 本论文研究的思想和方法
• 第一章 结构安全评价的理论基础
• 1.1 有限元理论基础
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 有限元法基本理论基础
• 1.1.3 有限元法分析计算的思路
• 1.2 疲劳裂纹的基本理论
• 1.2.1 断裂力学的产生和发展
• 1.2.2 损伤容限法概述
• 1.2.3 线弹性断裂力学方法
• 1.3 本章小结
• 第二章 起重机臂架系统强度分析及疲劳寿命预测
• 2.1 有限元软件的选择及软件简介
• 2.2 研究对象介绍
• 2.3 力学模型的确定
• 2.4 臂架系统有限元静力学计算
• 2.4.1 单元特性分析
• 2.4.2 臂架系统力学分析在I-DEAS 中的实现
• 2.4.3 计算载荷的确定
• 2.4.4 计算工况
• 2.4.5 边界条件
• 2.5 强度计算结果
• 2.5.1 计算结果
• 2.5.2 结果评定标准
• 2.6 疲劳寿命的计算结果
• 2.6.1 计算所需参数的确定
• 2.6.2 寿命计算
• 2.7 本章小结
• 第三章 FMEA 与FTA 基本原理
• 3.1 概述
• 3.2 FMEA 的作用
• 3.3 FMEA 的分析目的及分析步骤
• 3.3.1 FMEA 分析目的
• 3.3.2 分析步骤
• 3.4 FMEA 应用时机和注意事项
• 3.5 FTA 方法
• 3.5.1 FTA 方法概述
• 3.5.2 故障树的建立
• 3.5.3 故障树定性分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 门座起重机臂架系统FMEA 和FTA 实例
• 4.1 概述
• 4.2 臂架系统FMEA 分析
• 4.2.1 臂架系统分析的任务
• 4.2.2 臂架系统的边界图和P 图
• 4.2.3 故障模式及失效原因分析
• 4.2.4 起重机臂架系统FEMA 定量分析
• 4.3 起重机扒杆FTA 分析
• 4.3.1 扒杆故障树的构造
• 4.3.2 故障树的定性分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢