四種起重機規(guī)范結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計的對比研究.pdf

1、疲勞破壞是機械零件和結(jié)構(gòu)的常見的失效形式.對于港口起重機來說,由于港口裝卸作業(yè)的性質(zhì)和要求,其工作載荷大、工作頻繁而且工作條件又比較差.因此,港口起重機零構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞的情況甚于其它類型的起重機.起重機結(jié)構(gòu)的疲勞破壞問題一直是設(shè)計人員和用戶所關(guān)心的問題.提高起重機金屬結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能的關(guān)鍵在于金屬結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計,采用合理的抗疲勞設(shè)計方法,并在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細節(jié)上減少和避免影響結(jié)構(gòu)疲勞壽命的因素,是提高結(jié)構(gòu)疲勞強度保證結(jié)構(gòu)安全工作的最有效

2、措施.論文在分析疲勞破壞特征的基礎(chǔ)上,論述了結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計準則及抗疲勞設(shè)計方法.結(jié)合目前起重機結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計常用的方法,在影響起重機金屬結(jié)構(gòu)疲勞壽命的因素及設(shè)計上應(yīng)采取的措施作了一些探討.起重機械類屬于重要的特種設(shè)備,很多國家都頒布了起重機設(shè)計規(guī)范或標準.設(shè)計人員在進行起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計時,由于設(shè)計周期等因素的限制,往往只能按標書要求的規(guī)范進行設(shè)計.許多設(shè)計人員都或多或少有這樣的一個思考:對于一種設(shè)計個案,用不同國家的設(shè)計規(guī)范進行結(jié)構(gòu)疲勞

3、設(shè)計時,結(jié)果會是怎樣?針對這一思考,該文選擇了中國國家標準《起重機設(shè)計規(guī)范》(GB3811-83)、《歐洲起重機設(shè)計規(guī)范》(F.E.M標準1998年修訂版)、德國標準《起重機鋼結(jié)構(gòu)計算原則》(DIN 15018/1-1984)和美國國家標準《橋式起重機結(jié)構(gòu)規(guī)范》(ASME NOG-1-2002)等四種規(guī)范對起重機金屬結(jié)構(gòu)進行疲勞設(shè)計計算和比較分析.為使分析結(jié)果具體化,以某港口岸邊集裝箱起重機作為設(shè)計計算實例,分別按上述四種規(guī)范的要求,對

4、該機結(jié)構(gòu)疲勞強度做了全過程的計算.論文中起重機結(jié)構(gòu)疲勞計算運用了結(jié)構(gòu)有限元計算方法,通過有限元靜力分析,得到了起重機結(jié)構(gòu)單元(結(jié)點)的內(nèi)力,再按各規(guī)范要求用FORTRAN算法語言,分別編制了起重機結(jié)構(gòu)疲勞驗算的計算程序,并對輸出的結(jié)果作了比較分析.從這一計算實例得到了這樣的一個結(jié)論:對于該類型的集裝箱起重機金屬結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計,ASME NOG-1-2002的要求相對來說比較嚴格,F.E.M標準1998比較寬松,而GB3811-83和DI