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港口用门座起重机热点区应力监测与疲劳损伤预测方法研究
| 论文题名： | 港口用门座起重机热点区应力监测与疲劳损伤预测方法研究 |
| 关键词： | 港口机械;门座起重机;热点区;应力监测;疲劳损伤;预测方法 |
| 摘要： | 起重机械是六大类特种设备之一，近年来经济的快速发展，使得起重机械在港口码头、装卸场、建筑工地等大型起重场所的使用越来越广泛，所发挥的作用也越来越大。但是由于起重量大、作业连续性强、流动性大、现场环境恶劣的工作特点，起重机械在实际使用过程中事故率居高不下，造成大量的人员伤亡和财产损失。 从这一实际出发，本文开展了关于门座式起重机热点区应力监测和疲劳损伤预测的研究。应力监测点的准确选取是有效开展门座起重机高风险易裂焊缝疲劳损伤分析和裂纹萌生寿命预测的关键因素。本文通过对门座起重机焊缝疲劳断裂事故案例分析以及焊缝裂纹萌生影响因素研究，提出了多变量的门座起重机高风险易裂焊缝区应力监测点确定方法，为门座式起重机应力监测中传感器的布置提供理论依据和技术条件，具有重要的应用价值。 本文主要从以下几个方面展开研究： （1）通过现场调研和大量文献检索，统计并分析了门座起重机的事故案例，对门座式起重机的工作特点和典型结构、门座起重机应力监测和疲劳损伤研究的国内外现状以及门座起重机健康监测的发展所面临的问题作了详细分析和阐述。 （2）阐述了电阻应变片和光纤光栅传感器的基本原理、结构和分类，分析对比了两种传感器的优缺点，并结合起重装备结构复杂、环境多变等特点，利用智能传感器实时监测起重机的运行参数，实施远程监测。同时对疲劳损伤的概念和疲劳分析的基本理论和方法做了详细阐述。 （3）介绍了模糊识别法确定高风险易裂焊缝的基本过程和方法，并利用该方法确定各个因素的评价向量和权重，找到起重机高风险易裂焊缝。 （4）系统阐述了焊缝疲劳裂纹的萌生因素，介绍了利用磁记忆法测应力集中的原理和压痕法现场测断裂韧性的基本原理，提出了应力集中程度分级的标准和算法，利用模糊识别法构造出各影响因素的评价向量和权重向量创造了门座机多尺度裂纹易裂点的确定方法。 （5）根据模糊识别和多尺度易裂点确定方法得到关键点，并计算这些点的起裂概率。现场对对起重装备的正常工作状况进行应力监测，采集监测数据和疲劳损伤预算，并与实际监测情况相比较，验证所提出方法的可靠性。 （6）预测了门座起重机传感器布置点的确定方法和应力监测技术的发展，构想了基于传感器监测技术的起重装备结构健康安全系统构架，对本文工作重点进行归纳总结，提出论文的不足，以及对下一步研究工作的展望。 |
| 作者： | 陈忠威 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 魏化中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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