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原文传递起重机带裂纹构件安全性评价

论文题名：	起重机带裂纹构件安全性评价
关键词：	起重机;安全性评价;承受载荷;裂纹扩展
摘要：	本文对港口起重机的故障情况进行了调研，获得了各种起重机金属结构故障分布的情况。裂纹是港口起重机上常见的一种缺陷。带裂纹工作的起重机可以继续承载，但是在承受载荷时，裂纹会不断的扩展。对于带裂纹工作的起重机，工人们希望知道其还能安全的工作多久，这要求对带裂纹的构件进行安全性评价。对于起重机上常用母材上的裂纹，人们已经可以对其进行安全性评价。对于焊缝处的裂纹，尚没有进行专门的研究。本文旨在对港口起重机构件上焊缝处的裂纹进行安全性评价。　　港口起重机上拉应力比较大的部位是其裂纹敏感区，这是比较容易产生裂纹的部位，给出港口起重机的应力敏感区可以减轻日常巡检的工作量。有限元技术是一种比较成熟的工程分析技术，合理的运用它可以在减少分析时间的同时获得比较高的精度。本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS对港口常见的三种起重机进行了建模、分析，给出了拉应力比较大的区域，可以指导并减轻日常巡检的工作;同时找出了起重机上应力幅度变化比较大的区域。这些区域具有梁的形态，可以指导实验中试件的制造。　　应力强度因子是裂纹尖端应力场的度量，也是处理与裂纹相关问题的重要参量，求取应力强度因子是本文实验的数据处理所需要的。本文详细叙述了利用ANSYS软件计算应力强度因子的步骤，并以实验中的实际情况为例计算了应力强度因子。本文还利用APDL语言对实现了基于裂纹长度的参数化建模、分析:只需要输入裂纹长度，就可以获得试件裂纹尖端的应力强度因子值。　　基于调研和有限元计算，本文设计了用于裂纹扩展实验的试件，并在试件的焊缝处预制了裂纹。通过裂纹扩展实验，获得了裂纹扩展长度与载荷循环次数的关系，此关系即为裂纹扩展速率;通过有限元计算获得了不同长度所对应的裂纹尖端应力强度因子;这样，就获得了裂纹扩展速率与应力强度因子的关系。通过在对数坐标系中进行回归分析，本文获得了裂纹扩展的特性参数C、m。　　最后，本文提出了基于Paris公式的起重机带裂纹构件的安全性评价方法，并对某港口的MJ4181进行了安全性评价。
作者：	唐远辉
专业：	机械制造及其自动化
导师：	赵章焰;沈功田
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文