塔式起重机臂架结构安全评定方法研究

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1、国内图书分类号：ＴＨ２１３．５密级：公开国际图书分类号：６２１西南交通大学研究生学位论文塔式起重机臂架结构安全评定方法研究年级二〇一五级姓名陈富申请学位级别工稈硕士专业机械工程指导老师吴晓副教授王彬教授二？一八年四月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＨ２１５Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＡＦＥＴＹＡＳＳＥＳＳＭＥＮＴＭＥＴＨＯＤＦＯＲＪＩＢＳＴＲＵＣＴ

2、ＵＲＥＯＦＴＯＷＥＲＣＲＡＮＥＧｒａｄｅ：２０１５Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎＦｕＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＸｉａｏＷＵｐＰｒｏｆ．ＢｉｎＷａｎｇｇＡｒｉｌ．２０１８ｐ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版

3、。本人授，允许论文被査阅和借阅权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；。２．不保密＜使用本授权书“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：？日期Ｓ／ｆ曰期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．对塔式起重机臂架结构的安全评定流程和方法进行研究。从断裂评定和疲劳分析两方面着手，结合塔式起重机臂架结构的结构

4、特点和工作环境等因素，研究用于塔式起重机臂架结构安全评定的流程和方法。２，．通过建立不含缺陷的塔式起重机臂架结构模型，确定含缺陷部位应力分布情况利用数值计算的方法确定各评定参数，进行结构安全评定分析，同时得出结构的失效６评定图，从而完成对塔式起重机臂架结构断裂安全评定的分析，对结果进行分析３．结合有限元分析结果推导出该结构在随机载荷下的临界裂纹尺寸，同时对Ｐａｒｉｓ一ａｒｉｓ曲线裂纹扩展曲线进行优化，分别釆用阶段和二阶段的Ｐ，计算结构在不同裂纹初始尺寸下的疲劳扩展寿命，并对结果进行对比分析，得出相关参数对于塔式起重机臂架结构

5、安全评定结果的影响。４．以含单边裂纹的有限宽度平板为例，对相互作用积分法和扩展有限元法两种裂纹分析方法的裂纹仿真结果进行了对比分析，并结合有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ对塔式起重机臂架结构裂纹结构进行了仿真模拟，得到裂纹区域结构的断裂参数以及裂纹单元的扩展方向及状态。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由

6、本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要在塔式起重机中，臂架结构为主要的承载部位，长期在交变载荷下工作。结合近几年塔式起重机安全事故，臂架结构为塔式起重机断裂破坏发生的高危构件。塔式起重机的臂架结构主要是焊接桁架结构，存在初始焊接缺陷，并且经常在高强度的随机载荷下工作，很容易发生疲劳破坏，从而使得臂架结构在工作使用中存在安全隐患。因此，针对塔式起重机臂架结构安全性的研究是确保塔式起重机安全运行的保障。本文以某建筑施工工地服役的ＴＣ６０２０塔式起重机为研究对象，从结构完整性评定

7、理论出发、，以断裂力学理论可靠性理论、损伤演化准则以及疲劳损伤理论等为基础，结合有限元分析结果和数值分析等技术手段，展开对塔式起重机臂架结构安全评定方法的研宄。论文的主要内容及结论有：（１）基于结构完整性理论来对塔式起重机臂架结构的安全评定流程和方法进行研宄。从断裂评定和疲劳分析两方面着手，结合塔式起重机臂架结构的结构特点和工作环境等因素，研宄用于塔式起重机臂架结构安全评定的流程和方法。（２）对塔式起重机臂架结构的断裂安全评定方法进行研宄。以某建筑工地使用的ＴＣ６０２０塔式起重机臂架结构为例，利用有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ建立该

8、塔式起重机１臂架结构的有限元模型；同时，以英国标准ＢＳ７９０三