發(fā)布時(shí)間：2017-12-23 03:31

  本文關(guān)鍵詞：大噸位橋門式起重機(jī)主梁撓度預(yù)測(cè)方法研究　出處：《西南交通大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 起重機(jī) 撓度 結(jié)構(gòu)剛度 變分分析 支持向量機(jī) 撓度預(yù)測(cè) 載荷試驗(yàn)

【摘要】：起重機(jī)械是國(guó)民工業(yè)重要的基礎(chǔ)設(shè)備,應(yīng)用十分廣泛,全國(guó)在用的起重機(jī)械約210萬(wàn)臺(tái),其安全問題人們倍加關(guān)注。我國(guó)對(duì)起重機(jī)實(shí)行強(qiáng)制檢驗(yàn)制度,在檢驗(yàn)橋門式起重機(jī)時(shí),主梁在額載下的撓度是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目,以此判斷金屬結(jié)構(gòu)的靜剛度是否滿足要求。此時(shí)需要額定噸數(shù)的砝碼,大噸位橋門式起重機(jī)在這項(xiàng)檢驗(yàn)中所需費(fèi)用昂貴。另外,有時(shí)由于使用地點(diǎn)和環(huán)境的限制無(wú)法進(jìn)行起重機(jī)額定載荷試驗(yàn)測(cè)試。若不進(jìn)行起重機(jī)額定載荷試驗(yàn),該機(jī)的后續(xù)使用是非法的,同時(shí)也會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大隱患。諸如此類情況大量存在,在工程實(shí)際應(yīng)用中,針對(duì)檢測(cè)砝碼重量不足的情況下,評(píng)估起重機(jī)結(jié)構(gòu)的靜剛度是檢測(cè)中亟需解決的問題,因此,研究大噸位橋門式起重機(jī)主梁撓度預(yù)測(cè)方法十分必要,也非常有意義。傳統(tǒng)的起重機(jī)主梁撓度預(yù)測(cè)方法多是線性的,計(jì)算精度有待提高。本文針對(duì)大噸位橋門式起重機(jī)主梁撓度預(yù)測(cè)方法展開了深入的研究,借助于廣義剛度概念,采用了經(jīng)典彈性理論分析、能量法、支持向量機(jī)理論和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,考慮了橋門式起重機(jī)的加載歷程、疲勞程度、使用年限、主梁拱度、走臺(tái)布置、小車軌道、生產(chǎn)制造工藝和安裝工藝等外部因素對(duì)撓度的影響,通過(guò)小載荷試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大噸位橋門式起重機(jī)主梁撓度。這為大噸位橋門式起重機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)及主梁撓度預(yù)測(cè)提供了具有理論意義和實(shí)用價(jià)值的方法。本文完成的主要工作有：1.通過(guò)研究?jī)蓚?cè)支腿彎矩與主梁跨中撓度的關(guān)系,應(yīng)用虛功原理、卡氏定理進(jìn)行分析計(jì)算,構(gòu)造Lagrange函數(shù),得出剛度比越大水平約束力越��；剛度比越小主梁撓度越�。辉谄渌蛩�(如溫度等)影響很小時(shí),將兩側(cè)支腿設(shè)計(jì)成相同尺寸,這樣結(jié)構(gòu)剛度最好,用料最省,也就是當(dāng)兩支腿慣性矩相等時(shí),門架結(jié)構(gòu)剛度最好。剛度比在0.5-1.5較為合理,不宜超過(guò)2.2,也不宜小于0.3。2.三次小載荷法在左、右支腿慣性矩不同時(shí),采用了經(jīng)典力學(xué)理論和能量法推導(dǎo)出主梁撓度多項(xiàng)式；通過(guò)小載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)撓度多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,得到撓度預(yù)測(cè)函數(shù),進(jìn)行撓度預(yù)測(cè)。三次小載荷法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大噸位橋門式起重機(jī)主梁撓度,而且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn),簡(jiǎn)便易行,可操作性強(qiáng)。在使用現(xiàn)場(chǎng)只有固定重量的小載荷時(shí),提出主梁三位置小載荷試驗(yàn)法預(yù)測(cè)撓度,它通過(guò)在主梁跨內(nèi)l/2、l/3、2l/3處分別測(cè)量小載荷下的主梁撓度值,根據(jù)大噸位橋門式起重機(jī)撓度分析計(jì)算的表達(dá)式,可以求得主梁和兩側(cè)支腿的實(shí)際慣性矩。然后根據(jù)結(jié)構(gòu)主梁和兩側(cè)支腿的實(shí)際慣性矩可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)額定噸位時(shí)橋門式起重機(jī)的撓度。3.在考慮主梁彎曲、支腿彎曲和軸向力及二次彎矩的耦合作用的情況下,應(yīng)用最小勢(shì)能原理,基于變分法推導(dǎo)出門架結(jié)構(gòu)主梁跨中撓度的非線性解析解,撓度的非線性解析解較原有的計(jì)算公式,計(jì)算精度提高12%左右。4.通過(guò)試驗(yàn)對(duì)門架結(jié)構(gòu)加載變形規(guī)律進(jìn)行了研究,可知撓度與載荷不是線性關(guān)系,在加載初期,門架結(jié)構(gòu)剛度大,然后減小后又增加,再減小再增加；門架結(jié)構(gòu)在載荷達(dá)到一定時(shí),載荷-撓度曲線會(huì)出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),然后結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。隨著載荷增加,門架結(jié)構(gòu)變形,撓度增加率減小,結(jié)構(gòu)相對(duì)于跨中載荷的剛度增加。即在跨中加載時(shí),門架結(jié)構(gòu)的變形抵抗外載做功。亦即門架結(jié)構(gòu)變形后,使結(jié)構(gòu)剛度增大(相對(duì)于該加載位置)。門架結(jié)構(gòu)承載后不僅產(chǎn)生撓度,而且產(chǎn)生側(cè)移,側(cè)移量與撓度同載荷也是非線性關(guān)系。5.研究了將起重機(jī)領(lǐng)域知識(shí)與支持向量回歸機(jī)相融合得到基于支持向量機(jī)撓度預(yù)測(cè)的方法。支持向量機(jī)的輸入向量因子包含了結(jié)構(gòu)主要參數(shù)對(duì)撓度的影響。起重機(jī)撓度實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包含了起重機(jī)的使用年限、疲勞程度、主梁拱度、重載作業(yè)次數(shù)、走臺(tái)布置、小車軌道、生產(chǎn)工藝和安裝水平等因素對(duì)撓度的影響。通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練支持向量機(jī)模型,然后優(yōu)化模型參數(shù),最終得到支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型,即支持向量回歸機(jī)的決策函數(shù),實(shí)現(xiàn)撓度預(yù)測(cè)。大噸位橋門式起重機(jī)傳統(tǒng)的撓度預(yù)測(cè)方法有很多局限性,應(yīng)用本文的研究成果既可以極大降低載荷試驗(yàn)的成本,也降低了質(zhì)檢部門的檢測(cè)成本和工作負(fù)荷,同時(shí)縮短了檢驗(yàn)周期,實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的目的,具有重要意義和廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH215

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 焦洪宇;周奇才;李英;陳慶樟;許廣舉;;橋式起重機(jī)輕量化主梁結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年23期

2 魏國(guó)前;饒剛;范勤;;起重機(jī)波紋腹板主梁結(jié)構(gòu)的可行性研究[J];現(xiàn)代制造工程;2013年02期

3 童水光;王相兵;鐘崴;張健;;基于BP-HGA的起重機(jī)剛性支腿動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年01期

4 謝麗君;;簡(jiǎn)支雙層疊合梁的變形計(jì)算[J];機(jī)械強(qiáng)度;2012年05期

5 趙品;葉見曙;;波形鋼腹板箱梁橋面板橫向內(nèi)力計(jì)算的框架分析法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

6 程文明;李亞民;張則強(qiáng);;橋式起重機(jī)與門式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2012年01期

7 官保華;甄圣威;曾慶敦;;大跨度門式起重機(jī)剛性支腿對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響分析[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

8 王兆強(qiáng);趙金城;;開口薄壁梁的扭轉(zhuǎn)理論與應(yīng)用[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

9 從榮剛;張燕琳;趙亞楠;;基于SVM模型的山東省電力需求預(yù)測(cè)[J];能源技術(shù)經(jīng)濟(jì);2011年03期

10 屈計(jì)劃;唐國(guó)喜;鄭國(guó)華;;自錨式懸索橋主纜成橋線形分析的等代梁法[J];交通科技與經(jīng)濟(jì);2011年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 紀(jì)緒;大噸位履帶起重機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究[D];吉林大學(xué);2013年

2 張響;鋁合金車輪數(shù)字化仿真及工藝優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2008年

3 王孟鴻;三維空間鋼結(jié)構(gòu)高級(jí)分析理論與應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 蔡錕;橋門式起重機(jī)模擬加載測(cè)試平臺(tái)軟件的開發(fā)[D];西南交通大學(xué);2014年

2 劉斐;圬工拱橋倒塌模型試驗(yàn)以及基于Abaqus的數(shù)值模擬研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

3 鄔錢涌;橋門式起重機(jī)模擬加載測(cè)試系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

4 邸慶霜;基于數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn)相似理論研究[D];河北工程大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1322269