發(fā)布時(shí)間：2017-05-26 01:01

  本文關(guān)鍵詞：焊接結(jié)構(gòu)件疲勞分析方法及在塔機(jī)起重臂上的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焊接結(jié)構(gòu)件疲勞是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，其研究過程中涉及因素眾多，加之實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)構(gòu)件實(shí)際工作條件間存在較大差距，國(guó)內(nèi)外研究者們?cè)诖朔矫孀隽舜罅抗ぷ鞑⑷〉靡欢ǔ晒�，但�?duì)于金屬焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命問題研究仍未取得較通用且精確的結(jié)論。塔式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱塔機(jī)）是一種典型的金屬焊接結(jié)構(gòu)，隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，其滿載率和工作繁忙度也大大增加。近幾年來，塔機(jī)事故時(shí)而發(fā)生，并呈上升趨勢(shì)，根據(jù)行業(yè)調(diào)查，有很大一部分塔機(jī)事故是由于結(jié)構(gòu)件疲勞引起的。 本論文基于斷裂力學(xué)、結(jié)構(gòu)疲勞等理論知識(shí)，研究了塔機(jī)的實(shí)際載荷情況，分析了其疲勞類型，總結(jié)出適用于計(jì)算塔機(jī)疲勞壽命的方法；以陜西省某制造廠生產(chǎn)的QTZ40塔機(jī)為研究對(duì)象，建立塔機(jī)起重臂某節(jié)焊接結(jié)構(gòu)有限元實(shí)體模型，計(jì)算結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力大小及分布。針對(duì)塔機(jī)起重臂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定不同的焊接方案，通過有限元分析軟件計(jì)算出不同焊接順序下結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力大小，，分析了焊接順序?qū)附託堄鄳?yīng)力的影響及焊接殘余應(yīng)力對(duì)有載結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響。建立QTZ40塔機(jī)起重臂整體有限元模型，根據(jù)其起升曲線對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)分析，計(jì)算出了塔機(jī)起重臂在各種工況下的應(yīng)力大小及分布。結(jié)合參考文獻(xiàn)中同型號(hào)塔機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，編制載荷時(shí)間歷程，通過疲勞分析軟件MSC.Fatigue計(jì)算塔機(jī)起重臂在外載荷和焊接殘余應(yīng)力雙重作用下的疲勞壽命。分析計(jì)算結(jié)果，研究了焊接殘余應(yīng)力與外載荷雙重作用對(duì)塔機(jī)起重臂疲勞壽命影響程度。本論文的分析結(jié)果對(duì)塔機(jī)的安全使用和指導(dǎo)下一代塔機(jī)的設(shè)計(jì)與制造具有一定的理論與應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：焊接結(jié)構(gòu)件 疲勞壽命 塔式起重機(jī) 起重臂 MSC.Fatigue
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH213.3;TG405
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題提出的背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外疲勞研究的現(xiàn)狀和存在的問題10-12
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外疲勞研究概況及現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 疲勞研究中存在的問題11-12
• 1.3 本課題研究的目的和意義12-13
• 1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 焊接結(jié)構(gòu)件的疲勞理論15-31
• 2.1 金屬結(jié)構(gòu)疲勞問題15-18
• 2.1.1 疲勞破壞機(jī)理16-17
• 2.1.2 焊接結(jié)構(gòu)疲勞失效17-18
• 2.2 斷裂力學(xué)基本理論18-22
• 2.2.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其斷裂判據(jù)18-20
• 2.2.2 能量理論及其斷裂判據(jù)20
• 2.2.3 J積分理論及其斷裂判據(jù)20-21
• 2.2.4 COD理論及其斷裂判據(jù)21-22
• 2.3 疲勞裂紋擴(kuò)展22-24
• 2.3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展速率22-23
• 2.3.2 常用的 da dN公式23-24
• 2.4 焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命影響因素24-28
• 2.4.1 焊接殘余應(yīng)力25
• 2.4.2 應(yīng)力集中25-26
• 2.4.3 焊接缺陷26
• 2.4.4 平均應(yīng)力及峰值應(yīng)力26-27
• 2.4.5 其他因素27-28
• 2.5 塔機(jī)起重臂的疲勞28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 3 焊接殘余應(yīng)力對(duì)機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響31-45
• 3.1 焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理與分布31-34
• 3.1.1 焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理31
• 3.1.2 焊接殘余應(yīng)力分布31-34
• 3.2 焊接殘余應(yīng)力測(cè)量方法34-37
• 3.2.1 破壞性測(cè)量34-35
• 3.2.2 非破壞性測(cè)量35-36
• 3.2.3 數(shù)值模擬法36-37
• 3.3 計(jì)算塔機(jī)起重臂焊接殘余應(yīng)力37-41
• 3.3.1 有限元模型的建立37
• 3.3.2 焊接熱源模型37-40
• 3.3.3 計(jì)算模型焊接殘余應(yīng)力40-41
• 3.4 焊接順序?qū)附託堄鄳?yīng)力的影響41-42
• 3.4.1 起重臂焊接方案的確定41-42
• 3.4.2 生死單元技術(shù)42
• 3.4.3 計(jì)算各種焊接方案下殘余應(yīng)力42
• 3.5 焊接殘余應(yīng)力對(duì)塔式起重機(jī)起重臂疲勞壽命的影響42-44
• 3.5.1 確定塔機(jī)起重外載荷43
• 3.5.2 分析焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命影響43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 塔式起重機(jī)起重臂疲勞壽命分析45-63
• 4.1 塔機(jī)起重臂疲勞壽命估算方法45
• 4.2 塔機(jī)有限元模型的建立45-50
• 4.2.1 QTZ40 塔機(jī)基本參數(shù)46-48
• 4.2.2 建立QTZ40 塔機(jī)起重臂有限元模型48-50
• 4.3 塔機(jī)起重臂有限元靜應(yīng)力分析,50-54
• 4.3.1 確定塔機(jī)載荷50-51
• 4.3.2 靜應(yīng)力分析結(jié)果51-54
• 4.4 疲勞載荷時(shí)間歷程54-58
• 4.4.1 載荷數(shù)據(jù)采集54-55
• 4.4.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)55-57
• 4.4.3 載荷時(shí)間歷程57-58
• 4.5 基于MSC.Fatigue的塔機(jī)起重臂剩余壽命分析58-60
• 4.5.1 MSC.Fatigue軟件簡(jiǎn)介58-59
• 4.5.2 疲勞壽命估測(cè)59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-63
• 5 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文71

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：焊接結(jié)構(gòu)件疲勞分析方法及在塔機(jī)起重臂上的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：395382