橋（門）式起重機箱形梁概率安全評定與疲勞壽命估算.pdf

1、起重機械作為特種設備的主要類別之一，對釋放勞動力、實現自動化、提高作業(yè)效率發(fā)揮著極其巨大作用，已在人類社會生產、生活的眾多領域普遍應用。起重機金屬結構作為大型焊接結構，在生產、裝配與使用過程中，受各種因素地影響，不可避免的會出現缺陷（如裂紋）。這些裂紋的存在給服役起重機的安全使用埋下了較大隱患。在起重機作業(yè)過程中，一旦裂紋擴展，使得結構斷裂失效，將導致不可預知的事故。故從起重機服役安全的角度，對含有裂紋缺陷的起重機進行安全評估具有重要現

2、實意義。
　　本文針對服役起重機的安全性，以某36t門式起重機箱形梁為研究對象，參照英國標準BS7910《金屬結構中缺陷驗收評定方法導則》，基于線彈性斷裂力學理論、可靠性理論、以及疲勞損傷理論等，采用理論分析與有限元數值模擬等技術手段，對含有裂紋缺陷的箱形梁進行了概率安全評估和疲勞壽命估算的研究。論文的主要內容包括:
　　(1)以BS7910標準為參考，介紹了失效評定圖技術以及該標準中的三個評估等級及其特點。還介紹了可靠性分

3、析中的一些常見分布類型，以及可靠性指標求解的相關過程與常用方法。
　　(2)利用有限元分析軟件ABAQUS建立了起重機箱形梁的整體有限元模型和裂紋子模型，采用相互作用積分法分別計算了箱形梁下蓋板和腹板上，不同尺寸參數下的貫穿斜裂紋以及相應簡化等長裂紋尖端的應力強度因子KI。通過將KI值進行比較分析，驗證了將起重機箱形梁中的實際裂紋簡化成等長裂紋進行斷裂分析是合理可行的。
　　(3)基于失效評定圖技術和可靠性基本理論，建立了起

4、重機箱形梁結構概率安全評定的方法與流程;并且利用有限元分析結果和Monte Carlo隨機抽樣方法，對含裂紋缺陷的某36t門式起重機箱形梁結構進行了算例分析。算例分析表明該評定方法是可行的;并由參數敏感性分析得到斷裂韌性，屈服強度與一次薄膜應力對箱形梁失效概率影響較大，評定時需優(yōu)先考慮這些參數。
　　(4)針對起重機箱形梁結構及其受力情況復雜的特點，提出了一種以疲勞試驗數據為基礎的等效裂紋法來估算疲勞壽命。通過將該方法的計算結果與