本文關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性及其靈敏度分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬結(jié)構(gòu)作為橋式起重機(jī)的骨架，是橋式起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)、動(dòng)力設(shè)備、控制系統(tǒng)等組成部分的主要承載機(jī)構(gòu)，其疲勞剩余壽命決定著整個(gè)橋式起重機(jī)的壽命，也決定著整個(gè)橋式起重機(jī)的可靠性和安全性。同時(shí)，隨著橋式起重機(jī)朝著大型化、重載化、作業(yè)頻繁化方向的發(fā)展，金屬結(jié)構(gòu)的疲勞剩余壽命可靠性問題變得越來越突出。對(duì)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估和可靠性分析時(shí)，需要獲取疲勞剩余壽命參數(shù)對(duì)于可靠性影響程度的具體數(shù)據(jù)來進(jìn)行參考借鑒。然而，基于斷裂力學(xué)的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命易受到初始裂紋尺寸、臨界裂紋尺寸、應(yīng)力比、應(yīng)力變程等較多參數(shù)的影響，各參數(shù)也都具有一定的隨機(jī)性，不同參數(shù)對(duì)于疲勞剩余壽命可靠性的影響程度是不同的。因而，對(duì)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞剩余壽命可靠性及其靈敏度分析，獲取疲勞剩余壽命參數(shù)對(duì)于可靠性影響的數(shù)據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。 本文在橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)等效疲勞可靠性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，基于斷裂力學(xué)進(jìn)行疲勞剩余壽命評(píng)估，將初始裂紋尺寸、臨界裂紋尺寸、應(yīng)力比、應(yīng)力變程等參數(shù)的隨機(jī)性納入考慮范圍，建立了橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命的可靠性模型，計(jì)算了金屬結(jié)構(gòu)的疲勞剩余壽命可靠度，進(jìn)行了可靠性靈敏度分析，研究了疲勞剩余壽命參數(shù)對(duì)于疲勞剩余壽命可靠性的影響程度，并對(duì)下一步金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估和可靠性設(shè)計(jì)提出了建議。 具體的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1)基于橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)等效疲勞可靠性試驗(yàn)，探討金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命與可靠性的關(guān)系，探討疲勞剩余壽命的影響因素； 2)采用斷裂力學(xué)理論，依據(jù)Forman公式，建立恒幅載荷下考慮應(yīng)力比影響的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命評(píng)估模型； 3)建立橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性分析的極限狀態(tài)方程，并選取疲勞剩余壽命的各個(gè)參數(shù)的分布信息； 4)基于Monte Carlo法計(jì)算橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性模型的可靠度，，求取可靠度指標(biāo)，分析當(dāng)前情況下橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的可靠性狀況； 5)基于馬爾科夫鏈蒙特卡羅方法對(duì)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性模型進(jìn)行可靠性靈敏度分析，得到疲勞剩余壽命基本變量分布參數(shù)的無量綱局部可靠性靈敏度。對(duì)局部可靠性靈敏度結(jié)果進(jìn)行分析，研究基本變量分布參數(shù)對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性的影響。通過對(duì)局部可靠性靈敏度結(jié)果進(jìn)行排序，確定對(duì)于疲勞剩余壽命可靠性較為重要的分布參數(shù)； 6)在局部可靠性靈敏度結(jié)果的基礎(chǔ)上，計(jì)算疲勞剩余壽命參數(shù)的可靠性靈敏度及靈敏度因子，獲得疲勞壽命參數(shù)對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性影響程度的排序，確定對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性影響較大的參數(shù)； 7)針對(duì)應(yīng)力變程對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性影響較為突出但存在隨機(jī)變化大導(dǎo)致參數(shù)信息不完整的情況，通過Monte Carlo法和最大熵法，對(duì)應(yīng)力變程的均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別進(jìn)行全局可靠性及其靈敏度分析。通過全局失效概率函數(shù)，確定應(yīng)力變程分布參數(shù)在定義區(qū)間上變化時(shí)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命失效概率的變化趨勢(shì)情況；通過全局可靠性靈敏度分析，確定應(yīng)力變程分布參數(shù)在定義區(qū)間上變化時(shí)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性影響程度的變化趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機(jī) 金屬結(jié)構(gòu) 疲勞剩余壽命 可靠性靈敏度 蒙特卡羅 馬爾科夫鏈 最大熵法
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH215
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題背景及研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 疲勞剩余壽命研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)可靠性研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 可靠性靈敏度研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 疲勞累積損傷理論20-21
• 1.4 課題來源21
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 疲勞可靠性試驗(yàn)23-39
• 2.1 試驗(yàn)等效焊接接頭模型23-25
• 2.2 試驗(yàn)相關(guān)準(zhǔn)備25-28
• 2.2.1 試驗(yàn)儀器設(shè)備25
• 2.2.2 工裝設(shè)計(jì)25-26
• 2.2.3 焊接試件連接安裝26-28
• 2.3 試驗(yàn)技術(shù)方案28-30
• 2.4 試驗(yàn)過程30-31
• 2.4.1 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備30
• 2.4.2 試驗(yàn)步驟30-31
• 2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理31-35
• 2.6 疲勞可靠性試驗(yàn)分析35-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第三章 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命評(píng)估39-45
• 3.1 疲勞剩余壽命評(píng)估39-40
• 3.2 基于斷裂力學(xué)的裂紋擴(kuò)展速率40-41
• 3.3 疲勞裂紋擴(kuò)展的影響因素41-43
• 3.3.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響41-42
• 3.3.2 應(yīng)力比的影響42
• 3.3.3 加載的影響42-43
• 3.3.4 環(huán)境的影響43
• 3.4 基于斷裂力學(xué)進(jìn)行橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命評(píng)估43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性分析方法45-59
• 4.1 結(jié)構(gòu)可靠性的定義45-46
• 4.2 可靠度和失效概率46-47
• 4.3 可靠度和可靠度指標(biāo)47-49
• 4.4 可靠性分析的方法49-57
• 4.4.1 一次二階矩法49-53
• 4.4.2 等效正態(tài)分布法53-54
• 4.4.3 響應(yīng)面法54
• 4.4.4 蒙特卡羅法54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性靈敏度分析方法59-73
• 5.1 可靠性靈敏度概述59
• 5.2 基于蒙特卡羅法的可靠性靈敏度分析59-62
• 5.3 基于馬爾科夫鏈蒙特卡羅法的局部可靠性靈敏度分析62-64
• 5.3.1 馬爾科夫鏈基本理論62-64
• 5.3.2 基于馬爾科夫鏈蒙特卡羅法的可靠性靈敏度分析64
• 5.4 靈敏度因子計(jì)算64-65
• 5.5 全局可靠性靈敏度分析65-71
• 5.5.1 失效概率函數(shù)的基本思想65-66
• 5.5.2 失效概率函數(shù)的求解66-67
• 5.5.3 全局靈敏度函數(shù)的求解67-68
• 5.5.4 全局失效概率的估計(jì)及失效域中設(shè)計(jì)變量樣本獲取68-69
• 5.5.5 基于最大熵法密度估計(jì)69-71
• 5.6 本章小結(jié)71-73
• 第六章 橋式起重機(jī)疲勞剩余壽命可靠性及其靈敏度分析73-83
• 6.1 疲勞剩余壽命安全余量方程73-74
• 6.2 橋式起重機(jī)工程算例74
• 6.3 疲勞壽命參數(shù)的分布信息狀況74-76
• 6.4 局部可靠性及其靈敏度分析76-81
• 6.4.1 局部可靠性及其靈敏度分析的流程76-77
• 6.4.2 可靠度與可靠度指標(biāo)計(jì)算77
• 6.4.3 局部可靠性靈敏度計(jì)算及結(jié)果分析77-81
• 6.5 疲勞壽命參數(shù)的靈敏度計(jì)算及靈敏度因子81-82
• 6.6 本章小結(jié)82-83
• 第七章 應(yīng)力變程的全局可靠性及其靈敏度分析83-91
• 7.1 全局可靠性及其靈敏度分析的流程83-84
• 7.2 應(yīng)力變程均值的全局可靠性及其靈敏度分析84-86
• 7.2.1 應(yīng)力變程均值的全局失效概率函數(shù)84-85
• 7.2.2 應(yīng)力變程均值的全局靈敏度分析85-86
• 7.3 應(yīng)力變程標(biāo)準(zhǔn)差的全局可靠性及其靈敏度分析86-89
• 7.3.1 應(yīng)力變程標(biāo)準(zhǔn)差的全局失效概率函數(shù)87-88
• 7.3.2 應(yīng)力變程標(biāo)準(zhǔn)差的全局靈敏度分析88-89
• 7.4 本章小結(jié)89-91
• 第八章 總結(jié)與展望91-93
• 8.1 總結(jié)91-92
• 8.2 展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 致謝99-101
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄101-102

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞剩余壽命可靠性及其靈敏度分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：289952