汽車起重機臂架結(jié)構(gòu)可靠性分析及其設(shè)計方法研究.pdf

1、汽車起重機因機動性好、作業(yè)環(huán)境適應性強等特點在工程建設(shè)中得到廣泛應用。由于起重機存在制造工藝和技術(shù)水平不足、現(xiàn)場施工條件不確定性等原因，會導致載荷、結(jié)構(gòu)尺寸和材料屬性等產(chǎn)生諸多不確定因素。而在當前的汽車起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，根據(jù)設(shè)計規(guī)范選取的計算工況沒有考慮這些不確定因素，也就是說，在上述不確定因素作用下起重機結(jié)構(gòu)不能完全保證其可靠性。起重臂作為主要承載部件，其結(jié)構(gòu)失效是造成汽車起重機事故的最主要原因，產(chǎn)生的后果也較為嚴重。起重臂結(jié)構(gòu)可

2、靠性對整機性能有至關(guān)重要的影響，是整體設(shè)計中重點關(guān)注的問題之一。因此，對汽車起重機臂架結(jié)構(gòu)進行可靠性分析，研究以可靠性為依據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法具有重要意義。本課題依據(jù)國家自然科學基金項目(51275070)“基于非概率風險評估理論的特種設(shè)備設(shè)計方法研究”進行相應的研究工作。
　　概率可靠性模型分析中需要不確定參數(shù)的概率分布規(guī)律，適用于具有大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的隨機變量，而對小樣本參數(shù)分析中會有較大的誤差。非概率可靠性理論對原始數(shù)據(jù)要求較低，僅

3、需有不確定參數(shù)的界限而不要求其具體的分布形式，以結(jié)構(gòu)性能的波動范圍與要求的變化范圍相比較來確定其可靠度，是小樣本事件研究中常用的理論。本文考慮起升動載系數(shù)、鋼絲繩偏擺角和板件厚度三個不確定變量，進行起重臂結(jié)構(gòu)可靠性分析。其中板厚參數(shù)為符合正態(tài)分布的隨機變量，用概率方法來描述;起升動載系數(shù)和鋼絲繩偏擺角為已知變動界限的區(qū)間變量，用非概率區(qū)間模型來描述。將概率理論和非概率理論相結(jié)合，提出概率-非概率混合可靠性方法，計算結(jié)構(gòu)的可靠度。

4、　　以六邊形箱型伸縮臂為研究對象，根據(jù)結(jié)構(gòu)失效準則，建立概率-非概率混合可靠性模型，分別計算起重臂結(jié)構(gòu)強度、剛度、局部穩(wěn)定型和整體穩(wěn)定性的可靠度指標。根據(jù)結(jié)構(gòu)失效機理，建立起重臂結(jié)構(gòu)失效貝葉斯網(wǎng)絡模型，通過網(wǎng)絡推理求解，分析各失效原因組合下結(jié)構(gòu)的可靠性，獲得各失效原因和失效形式的重要度。根據(jù)重要度分配結(jié)構(gòu)的可靠度，修正結(jié)構(gòu)計算中的屈曲安全系數(shù)和強度安全系數(shù)，形成基于混合模型的起重機結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計方法。
　　以某QY15型汽車起重機