【摘要】： 隨著我國物流運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展,作為重要物流設備的起重機械向高速、重載方向發(fā)展,因此對機械的性能要求也越來越高。由于起重機械工作頻繁、承受的大多是隨機動載荷,其焊接鋼結構在低應力反復作用下,會產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象。當疲勞破壞發(fā)生時,構件會發(fā)生突然斷裂,導致災難性的設備事故和人身傷亡。對于龍門起重機,在設計上強度、剛度一般來說都是滿足設計要求的,但還應滿足疲勞設計要求,以防止疲勞斷裂事故的發(fā)生。 人們經(jīng)過長期大量的研究,從疲勞發(fā)生的微觀機理、結構疲勞的宏觀特點到疲勞理論的形成以及應采取的防止措施,疲勞的研究都取得了很大的成就。隨著計算機技術和有限元分析技術的發(fā)展,疲勞壽命分析法得到了廣泛發(fā)展。設計人員借助這一方法可以在產(chǎn)品設計階段比較不同方案的疲勞壽命品質的優(yōu)劣,校核產(chǎn)品的疲勞壽命是否滿足設計要求,還可以根據(jù)分析結果優(yōu)化疲勞設計。 本文通過查閱大量的資料和對資料的分析,整理出關于疲勞的基本理論,為分析龍門金屬結構疲勞打下了基礎；運用ANSYS軟件APDL語言編制命令流,實現(xiàn)龍門運行過程的參數(shù)化建模,并依據(jù)我國標準《起重機設計規(guī)范》(GB／T3811-2008)校核了一臺軌道式集裝箱龍門起重機的強度、剛度是滿足要求的；分別依據(jù)F.E.M標準(1998年修訂版)和我國《起重機設計規(guī)范》(GB／T3811-2008),根據(jù)龍門實際工作情況制定其疲勞載荷譜；利用VisualC++編程對龍門典型疲勞載荷譜下的結構疲勞強度進行計算,對比分析之間的差異；以計算出來的疲勞數(shù)據(jù)為基礎,提出了設計中改善龍門金屬結構疲勞強度的措施,并繪制疲勞云圖；利用Visual C++制作了以F.E.M為標準的疲勞強度計算的軟件,從計算到結果處理及疲勞云圖腳本文件一體化生成。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH213.5
【圖文】：

于存在著高峰應力，又經(jīng)受多次循環(huán)重復載荷作用的影響，也會產(chǎn)生微觀裂紋，即使在該處不存在上述的缺陷，也會形成裂紋源。隨著應力循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋在大體上來說是以同心圓的形式從表面的裂源向內(nèi)部逐漸擴展(如圖2一2(a)所示)，但是擴展進行的十分緩慢。當構件承受的應力較小時，擴展區(qū)所占范圍較大，相反的當構件應力很大時，擴展區(qū)就比較小。由于在循環(huán)應力作用下疲勞裂紋兩邊的表面時而分開時而壓緊，起著類似“研磨”的作用，因而擴展區(qū)的表面光滑，而且越靠近裂源區(qū)被“研磨”的越光滑。最后，裂紋源發(fā)展成為宏觀大裂紋的時候，可認為是減少了結構構件截面的有效受力面積。當截面有效面積變小到超過承受荷載作用臨界值時，又在偶爾的振動或者沖擊下作用下，就突然會發(fā)生拉斷。圖2一2疲勞斷裂面的分區(qū)及角焊縫缺陷造成的疲勞裂紋在焊接結構中

箱碼頭高效化、自動化、宜人化的發(fā)展方向。本文以一臺軌道式集裝箱龍門起重機為例進行結構靜強度和疲勞強度分析。該目標龍門起重機結構主體部分如下圖4一1所示:

4.2.3有限元模型根據(jù)圖紙以及上述模型的合理簡化，該龍門起重機在ANSYS軟件中建立的有限元模型如圖4一2所示。八N)1:1痊:公血滋滋滋刮刮石錳錳 圖4一2龍門起重機有限元模型其中，Z向為大車行走方向，X向為小車運行方向，Y向為吊重升降方向。4.2.4約束條件根據(jù)該龍門起重機實際運行情況，在大車行走機構的支撐輪處施加約束，即在模型中支撐輪的四個節(jié)點A，B，C，D施加約束。如圖4一3所示�！浮浮敢灰灰灰灰灰灰灰粇~~~一州曰卜卜 }}}}}扁匕止二二二 圖4一3約束點示意圖

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