港口起重機(jī)帶裂紋結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用研究.pdf

1、由于服役年限長(zhǎng)久或結(jié)構(gòu)存在初始缺陷，港口起重機(jī)在使用過(guò)程中較易萌生裂紋。裂紋是港口起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的故障模式之一，起重機(jī)因?yàn)榱鸭y擴(kuò)展而導(dǎo)致疲勞失效和疲勞斷裂的事故屢見(jiàn)不鮮。尋求合理的方法對(duì)起重機(jī)上帶裂紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，是對(duì)起重機(jī)進(jìn)行安全管理和監(jiān)控、保障港口安全生產(chǎn)的一個(gè)重要研究課題。
　　本文將實(shí)踐調(diào)研、理論研究和實(shí)驗(yàn)技術(shù)有效地結(jié)合起來(lái)，并充分利用有限元分析技術(shù)、數(shù)值計(jì)算方法和Visual Basic編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)功能，展

2、開對(duì)港口起重機(jī)帶裂紋結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　?。?）對(duì)全國(guó)多個(gè)港口的起重機(jī)裂紋故障情況進(jìn)行調(diào)查研究，獲得門座起重機(jī)、岸橋和集裝箱門式起重機(jī)三類典型機(jī)型的裂紋部位樣本統(tǒng)計(jì)，并得出起重機(jī)結(jié)構(gòu)裂紋產(chǎn)生的位置規(guī)律。
　　（2）針對(duì)國(guó)內(nèi)甚少研究Q345B鋼材質(zhì)焊縫處疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律的現(xiàn)狀，本文制作了Q345B的非標(biāo)準(zhǔn)箱型試件，并在焊縫處預(yù)制初始裂紋，將試件置于MTS810材料試驗(yàn)機(jī)上開展疲勞裂紋擴(kuò)展

3、實(shí)驗(yàn)，所獲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于Q345B焊縫處裂紋疲勞擴(kuò)展參數(shù)的確定，填補(bǔ)了我國(guó)在這一研究領(lǐng)域的空白。
　　（3）運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的箱型試件進(jìn)行仿真分析，通過(guò)對(duì)試件裂紋和焊縫的可靠模擬，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的應(yīng)力強(qiáng)度因子有限元法計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，對(duì)疲勞裂紋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值處理，獲得裂紋疲勞擴(kuò)展的線性回歸方程，由此確定出Q345B焊縫處裂紋的疲勞擴(kuò)展參數(shù)。
　　（4）通過(guò)ANSYS計(jì)算三類典型港機(jī)在典型

4、工況下的結(jié)構(gòu)受力，并與調(diào)研統(tǒng)計(jì)結(jié)果相對(duì)照，確定起重機(jī)的裂紋敏感區(qū)；基于斷裂力學(xué)理論，推導(dǎo)出可用于工程實(shí)際的港口起重機(jī)裂紋結(jié)構(gòu)剩余壽命估算方法。
　?。?）利用VB編制了港口起重機(jī)帶裂紋結(jié)構(gòu)剩余壽命估算系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了裂紋巡檢部位確定、臨界裂紋長(zhǎng)度計(jì)算、裂紋剩余壽命估算和裂紋維修指南四大功能模塊，是對(duì)裂紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全管理和監(jiān)控的有效手段。
　　本文的研究成果完善了工程中對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)裂紋疲勞擴(kuò)展特性和安全評(píng)價(jià)研究等方面的內(nèi)容，