原文传递
造船龙门起重机焊接结构多轴疲劳寿命研究
| 论文题名： | 造船龙门起重机焊接结构多轴疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 造船厂;龙门起重机;焊缝分析;疲劳寿命预测;应力分布 |
| 摘要： | 造船龙门起重机由各类金属结构件焊接而成，在长期变幅载荷作用下主梁与刚腿连接处承受复杂的弯压复合载荷和应力集中效应，存在多轴疲劳损伤的可能。目前，国内外对于起重机焊缝寿命分析多是以单轴疲劳理论或者多轴比例预测方法研究为主，而对于承受非比例加载的焊接件的寿命预测还处于数据积累阶段，若采用单轴或者多轴比例方法将会产生一定误差，因此，研究多轴非比例疲劳寿命预测方法是有必要的。本文针对能量法、临界面法和临界面能量法等进行多轴疲劳分析时的局限性，以580t级龙门起重机主梁与刚腿连接处焊缝为例，应用结构应力法开展多轴寿命研究。主要工作内容如下： （1）进行实车应力测试，分析主梁与刚腿连接处附近测点的三向应力历程，确定起重机作业时具有多轴非比例特征。研究实车测试应力历程变化曲线，获取起重机典型作业循环。 （2）建立整机有限元模型，分析典型作业工况下的应力分布，获取危险点的位置。依据结构应力法建立危险部位带有焊缝细节的实体单元并细分网格，然后采用MPC技术将实体单元与其余壳单元连接，获得实体单元的应力分布，为提取焊趾处的结构应力奠定基础。将实车测试结果与有限元计算结果作对比，验证模型的可靠性。 （3）模拟起重机作业过程，借助ANSYS和FE-SAFE软件的VERITY模块，结合载荷谱，提取危险部位焊趾处多向结构应力，绘制结构应力-时间变化曲线，并通过PDMR方法循环计数。引入非比例损伤因子量化加载路径的非比例性，实现非比例加载路径向比例加载路径的转化。在相同加载条件下依据主S-N曲线进行多轴非比例、多轴比例和单轴疲劳方法的寿命计算，表明非比例加载过程会造成更大的损伤，采用多轴非比例疲劳分析方法具有更高的可靠性和适用性。最后，讨论水平载荷对焊缝寿命的因素，获取其影响规律，研究结果用于后续指导起重机使用和设计。 |
| 作者： | 岳增可 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
