断裂力学的起重机焊接箱形梁疲劳寿命估算

本文简述了桥式起重机箱形主梁的焊接制造过程,重点介绍了主梁上拱度及其焊接变形的质量控制。

针对起重机主梁盖板和腹板的箱形梁焊接残余应力及变形复杂等情况,采用有限元方法,选取分段移动串行热源模型、热力耦合及生死单元技术,进行了焊接应力场及变形的数值模拟。结果表明,所采用分段移动串行热源模型加载热载荷的方法,能够较好地模拟实际焊接过程中的热源移动情况,与普通高斯热源相比,网格数量及计算时间明显减少,且计算精度基本相同,模拟出的箱形梁焊接变形与理论分析基本吻合。

介绍了疲劳断裂力学中的paris公式,并将其运用于含反射裂缝的沥青混凝土路面的疲劳寿命预测.对paris公式中的参数a,n选取方法进行了阐述,通过数据拟合建立了缝端强度因子与裂缝长度的函数关系,利用数值积分求得了面层疲劳寿命.文中还对疲劳寿命的影响因素:面层模量,面层厚度,基层模量进行了分析

介绍了焊接接头韧性的概念及其评定焊接接头韧性的断裂力学方法,如kic方法、jic方法和ctod方法,以及各种方法的适用范围。并通过一些典型的工程应用,阐述了断裂力学方法在控制焊接结构的建造质量、提高其生产效率和降低制造成本等方面的具体做法。

将线弹性断裂力学理论引入到构件剩余疲劳寿命评估中,并推导出变幅应力下构件剩余疲劳寿命公式,由于评估公式中的参数具有很大的不确定性,将其看做服从一定概率分布的统计量,形成基于概率断裂力学的剩余疲劳寿命评估公式。最后,通过实例验证:采用概率断裂力学方法能够对钢吊车梁剩余疲劳寿命做出合理的预测。

疲劳失效是船舶结构失效的主要形式,由于船舶结构长期处于海浪、洋流等变应力载荷作用下,导致船体结构产生应力集中和疲劳破坏。为了提高船体结构的使用寿命,改善船舶质量,对船舶结构进行疲劳评估非常有必要。本文系统的介绍了机械结构的疲劳强度评估方法和断裂力学理论,在有限元分析软件ansys平台上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于断裂力学对该结构进行有限元分析仿真。本研究提高了船舶结构疲劳评估的精度,有利于延长船舶的使用寿命,降低船体维护成本。

疲劳失效是船舶结构失效的主要形式,由于船舶结构长期处于海浪、洋流等变应力载荷作用下,导致船体结构产生应力集中和疲劳破坏。为了提高船体结构的使用寿命,改善船舶质量,对船舶结构进行疲劳评估非常有必要。本文系统的介绍了机械结构的疲劳强度评估方法和断裂力学理论,在有限元分析软件ansys平台上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于断裂力学对该结构进行有限元分析仿真。本研究提高了船舶结构疲劳评估的精度,有利于延长船舶的使用寿命,降低船体维护成本。

疲劳失效是船舶结构失效的主要形式,由于船舶结构长期处于海浪、洋流等变应力载荷作用下,导致船体结构产生应力集中和疲劳破坏。为了提高船体结构的使用寿命,改善船舶质量,对船舶结构进行疲劳评估非常有必要。本文系统的介绍了机械结构的疲劳强度评估方法和断裂力学理论,在有限元分析软件ansys平台上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于断裂力学对该结构进行有限元分析仿真。本研究提高了船舶结构疲劳评估的精度,有利于延长船舶的使用寿命,降低船体维护成本。

通过试验分析了铝合金的同相和异相热疲劳特性，并应用弹塑性断裂力学方法对其寿命作了解析评价，试验和计算都表明，在相同应变范围下，异相热疲劳寿命高于同相，这与中低碳钢等材料结果相同，另外，计算值和试验吻合，说明j积分用作评价铝合金热疲劳强度的力学参量及所建立的计算方法有效，从能量角度提出了一个用于描述裂纹扩展能力的参量△w，在相同△w值下，同相热疲劳寿命和异相热疲劳相等。

针对梯形波纹腹板焊接梁结构,分别基于不同的表征应力方法(名义应力法、热点应力法、等效结构应力法)建立梁结构的有限元模型,研究焊缝处各表征应力的分布规律,分析裂纹产生的位置,计算疲劳寿命,比较不同表征应力的评定效果.结果表明,名义应力和热点应力的分布曲线相似,存在一定的波纹特性,但根据波纹变化无法准确判断裂纹产生位置及预测疲劳寿命;等效结构应力分布曲线的波纹变化特性十分显著,可较好地预测裂纹产生位置并较准确地估算疲劳寿命.因此建议采用等效结构应力作为梯形波纹腹板焊接梁结构的寿命控制参量.

以起重机焊接箱形主梁为对象,视疲劳强度与疲劳载荷为随机过程,建立焊接箱形主梁动态可靠性分析方法,运用montecarlo模拟方法,对时变可靠性指标进行了数值模拟,得到其随时间变化的曲线。

焊接工艺是桥式起重机主梁焊接质量的主要技术保证。本文介绍了制造箱形主梁的相关规范、标准要求,重点对箱形主梁焊接变形进行分析,通过选择合理的装配焊接顺序以及采取工艺要点来控制箱形主梁的变形。最后介绍主梁焊缝检验要求,确保起重机的安全可靠。

起重机箱形梁结构型式改进与焊接工艺性

桥式起重机在典型工况下工作循环一次时,对其主梁危险部位的应力进行测试,得到应力-时间历程,采用雨流计数法处理应力-时间历程获取载荷谱。根据线性累积损伤理论,估算出起重机在典型工况下工作循环一次时,主梁危险部位的损伤值。查询在线监测系统,获得起重机在各种实际工况下的工作循环次数,将实际工况近似为典型工况,推导出主梁的疲劳寿命公式。

以断裂力学理论为基础,推导了焊接箱形梁裂纹尖端应力强度因子计算公式,以ansys作为计算工具,模拟焊接箱形梁裂纹扩展,并采用奇异单元计算在不同长度初始裂纹下起重机焊接箱形梁应力强度因子范围。

焊接主梁是门式起重机的主要焊接钢结构,是主要的承力构件。焊接主梁疲劳裂纹形成过程复杂,影响其裂纹形成的因素众多。从焊接特性和实际使用情况着手,采用断裂力学理论分析了焊接主梁裂纹萌生点和裂纹扩展过程。根据门式起重机承受交变载荷的特点,运用循环法,估算了焊接主梁的疲劳裂纹扩展寿命。研究结果为门式起重机的安全使用和管理提供了理论依据。

塔式起重机是建筑业物料提升的重要器械，其具有工作时间长、强度大，周转次数多的特点。做好塔式起重机结构疲劳寿命的探讨，有助于塔式起重机的使用，同时对于保证作业安全也有着重要的意义。

叙述了断裂力学形成过程和发展,简要介绍了计算断裂力学理论,并通过与桥梁工程实践相结合,介绍断裂力学在桥梁工程中的应用.

河北工业职业技术学院 宣钢分院 （成教） 毕业论文 学号：cz0803055 学生姓名：孙燕群 专业：机电一体化 2010年10月28日 河北工业职业技术学院宣钢分院 桥式起重机的 结构特点和受力计算 指导老师：郭智勇 河北工业职业技术学院宣钢分院 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1.绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1.1起重机的介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1.2起重机的总体特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2.大车运行机构的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2.1基本原则和要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3

针对起重运输机械领域测量焊接箱形梁焊缝材料断裂韧度研究方法少的问题,应用断裂力学、材料力学和数值分析理论进行理论推导,得到1种测量焊接箱形梁焊缝材料断裂韧度的试验新方法——应变法,并采用该方法测量了q235钢板制成的焊接箱形梁焊缝材料的断裂韧度,为研究焊接箱形梁的裂纹扩展、载荷限制和断裂判断问题提供良好的支持。

简要分析了箱型桥式起重机主梁制造工艺设计现状,讨论了工艺设计内容、要求和流程,以及主梁焊接capp系统的基本要求,提出了一种基于数据库的主梁焊接capp系统结构。采用delphi编程,开发了基于开放式数据库的桥式起重机主梁焊接capp系统,可以完成主梁制造工艺设计。该capp系统可以加快工艺设计的速度和效率,提高设计质量和继承性,为工艺设计标准化和最优化创造了条件。

通过对轮胎式起重机转台结构有限元建模分析,找出其易产生疲劳裂纹危险部位.根据断裂力学理论,利用损伤容限法对转台进行疲劳分析,得出转台的理论计算寿命以及相关的分析结论,为相应的设计提供参考.