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基于MSC.Fatigue的18m³抓斗挖泥船挖泥机结构疲劳寿命研究
| 论文题名： | 基于MSC.Fatigue的18m³抓斗挖泥船挖泥机结构疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 挖泥船;挖泥机结构;疲劳寿命;有限元分析 |
| 摘要： | 随着世界经济不断快速的发展，带动了世界水运和贸易的不断增长，但是港口航道维护和疏浚的严重滞后，极大地妨碍了贸易的持续增长。抓斗挖泥机作为专业的航道疏浚工程机械，使用日渐频繁，对功能性的要求也越来越高。因此抓斗挖泥机的设计方法也要不断的完善，提高抓斗挖泥机的功能性、经济性和可靠安全性。 目前，在抓斗挖泥机设计中已大量使用计算机仿真技术，但只是停留在静力学分析和简化分析阶段。通常设计人员按照常规的设计流程，根据抓斗挖泥机实际工作情况和经验选取一系列较保守的系数进行强度、刚度和稳定性的计算和校核，以保证抓斗挖泥机在正常使用过程中的可靠性和安全性，导致挖泥机设计周期过长，设计精确度不高。抓斗挖泥机在使用过程中，局部结构开焊、开裂和断裂情况时有发生，挖泥机的使用寿命很大程度上依赖于金属结构的使用寿命。因此对抓斗挖泥机金属结构进行疲劳强度和疲劳寿命评估就显得尤为重要。在抓斗挖泥机设计阶段初期，可利用有限元疲劳仿真对结构进行疲劳寿命分析，得出抓斗挖泥机疲劳寿命薄弱位置，通过修改设计可以预先避开或者优化不合理的结构区域。 本文以18m3抓斗挖泥船挖泥机为研究对象，运用ANSYS有限元软件建立抓斗挖泥机结构有限元模型，针对抓斗挖泥机挖泥作业的不同工况，选取4个典型工况进行静力学分析和模态分析，并将计算结果导入专业疲劳分析软件MSC.Fatigue中，完成抓斗挖泥机结构S-N曲线修正，根据抓斗挖泥机实际工作情况，编写抓斗挖泥机时间历程曲线，并将其与抓斗挖泥机有限元计算结果相关联，完成抓斗挖泥机结构疲劳寿命分析。本研究成果将结构的疲劳寿命分布直观的呈现在人们面前，让设计者和使用者能精确、方便地评价结构设计方案的合理性和使用性能，有利于改善产品的疲劳性能，缩短开发周期，降低生产和使用成本，提高经济效益。本文研究成果对类似船舶机械设备具有一定的理论指导意义和实际应用价值。 |
| 作者： | 邵伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 徐沪萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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