岸邊集裝箱起重機部件應(yīng)力壽命分析及在線可視化技術(shù)研究.pdf

1、岸邊集裝箱起重機(簡稱岸橋)是港口碼頭作業(yè)的核心設(shè)備,因是在露天作業(yè),現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣,導致設(shè)備容易發(fā)生故障、損壞等,需要對岸橋進行實時監(jiān)控并進行故障預警。起重機管理系統(tǒng) CMS(Crane Management System)是安裝于岸橋上的監(jiān)控系統(tǒng),可對岸橋的運行狀態(tài)實時地監(jiān)控并及時地顯示出故障信息,但目前 CMS系統(tǒng)無法監(jiān)控岸橋鋼結(jié)構(gòu)各部分的應(yīng)力狀態(tài),鋼絲繩作為岸橋作業(yè)的關(guān)鍵部件,容易發(fā)生疲勞斷裂,一旦斷裂將會引發(fā)巨大的災難事故。

2、基于以上考慮,本論文開展了基于現(xiàn)場CMS系統(tǒng)信息的岸邊集裝箱起重機應(yīng)力在線可視化以及根據(jù)鋼絲壽命來預測鋼絲繩剩余疲勞壽命的方法的研究。
　　首先,研究了岸橋鋼結(jié)構(gòu)及鋼絲繩在不同工況下的應(yīng)力分析的方法。建立了岸橋鋼結(jié)構(gòu)及鋼絲繩的有限元模型,分析了岸橋鋼結(jié)構(gòu)及鋼絲繩在不同工況下的應(yīng)力分布情況,獲得應(yīng)力分析結(jié)果,為后續(xù)工作提供支持。
　　其次,在鋼絲繩應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上對鋼絲繩進行了疲勞壽命分析,提出了依據(jù)鋼絲繩斷絲數(shù)與鋼絲繩疲勞壽

3、命之間的關(guān)系分析鋼絲繩疲勞壽命的方法,基于理論計算得到鋼絲繩鋼絲的S-N曲線,并結(jié)合提升過程中動載加速度測量實驗得到鋼絲繩的載荷譜文件,在Workbench中對鋼絲繩進行疲勞壽命分析,計算鋼絲疲勞壽命值,再分析得到鋼絲繩的疲勞壽命值。
　　再次,研究了應(yīng)力在線計算及可視化的方法,基于岸橋 CMS系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)實現(xiàn)虛擬岸橋系統(tǒng)與真實岸橋系統(tǒng)的“同步”作業(yè)仿真,在作業(yè)過程實時插值計算得到當前時刻鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值并映射成顏色進行動態(tài)顯示。