汽車起重機伸縮臂可靠性設(shè)計研究.pdf

1、汽車起重機因具有轉(zhuǎn)移迅速、機動性好等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中。伸縮臂是汽車起重機主要承載部件，大部分汽車起重機事故是由伸縮臂結(jié)構(gòu)失效所造成的，并且其失效所造成的經(jīng)濟損失也較為嚴重。因此，伸縮臂能否安全可靠的工作往往決定著整機的壽命。由于技術(shù)、人為以及環(huán)境等因素的影響，伸縮臂在設(shè)計、制造和使用的過程中，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的載荷、尺寸和所使用材料的屬性等設(shè)計參數(shù)存在不確定性。目前伸縮臂結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核主要參照起重機設(shè)計規(guī)范（GB3811-2008）

2、，而規(guī)范中并沒有考慮這些參數(shù)的不確定性。通常情況下，這些不確定因素的影響非常小，但對于某些特定的工況，伸縮臂結(jié)構(gòu)并不能保證其可以安全可靠的工作。因此，對伸縮臂結(jié)構(gòu)進行可靠性分析，基于可靠性分析的結(jié)果反過來指導(dǎo)伸縮臂的設(shè)計、制造和使用具有重要的意義。
　　本文重點考慮對伸縮臂結(jié)構(gòu)影響程度大的不確定變量，包括起升動載系數(shù)、板厚、鋼絲繩偏擺角、材料的屈服強度。這些變量中，板厚和材料的屈服強度經(jīng)過多年的研究，已能確定其分布形式，屬于概率變

3、量。而動載系數(shù)和鋼絲繩的偏擺角由于受工況影響較大，無法確定其分布形式，屬于區(qū)間變量。本文將概率理論和非概率理論相結(jié)合，分析伸縮臂概率-非概率混合可靠性,研究上述不確定性變量對伸縮臂結(jié)構(gòu)可靠度的影響規(guī)律，從而指導(dǎo)伸縮臂的設(shè)計制造和使用。
　　以六邊形箱型伸縮臂為對象，參照起重機設(shè)計規(guī)范和現(xiàn)有的研究成果，分析與建立伸縮臂結(jié)構(gòu)的強度、剛度、整體穩(wěn)定型和局部穩(wěn)定性的功能函數(shù)。分析結(jié)構(gòu)失效形式與原因，以此為基礎(chǔ)搭建結(jié)構(gòu)失效的貝葉斯模型，結(jié)合

4、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理功能，分析伸縮臂的失效原因和失效形式的影響程度，以便找出伸縮臂結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，為以后的伸縮臂結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造和使用提供參考。基于可靠性分析的結(jié)果，對現(xiàn)有的工況推薦合理的起重特性，并采用 MATALAB遺傳算法工具箱對伸縮臂的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，在保證伸縮臂可以安全可靠工作的前提下，降低伸縮臂的重量和成本。
　　以某QY50型伸縮臂進行實例分析，分析不確定參數(shù)對結(jié)構(gòu)可靠性的影響與各失效原因的重要度，分析出伸縮臂中的薄弱環(huán)