起重机格构式臂架金属结构可靠性研究

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1、学校代号：10109分类号：TH213.7密级：公开鐵¥Z坪為丈摩TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(学术型）起重机格构式臂架论文题目：金属结构可靠性研究__________研生名:张戈____________________________指导教师：徐格宁教授________________学科专业：机械设计及理论______________学习年限：2012年9月一2015年7月论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标

2、注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法彳拿责任由本人承担。论文作者签名：m曰期:分类号：TH213.7学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：起重机格构式臂架金属结构可靠性研究研究生姓名：张戈导师姓名及职称：徐格宁教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械设计及理论论文提交日期：2015年4月论文答辩日期：2015年6月1日答辩委员会主席：连晋华教授级高工中文摘要中文摘要起重机相对其它机型在建筑领域被越来越广泛的使用，以其

3、较大的整体起重能力，宽广的作业范围和较高的作业高度。作为支撑大型工程项目的重点设备，同时也身为特种设备，其可靠性及安全性指标也日益被人们重视。格构式臂架因其力学性能对起重机整体的关键作用，人们对其可靠性及安全性指标也提出了更高的要求。通过进行起重机格构式臂架可靠性设计计算研究，可以减少安全事故的发生，提高使用效率及经济效益。现以起重机格构式臂架金属结构为研究对象，分析其系统可靠性。首先以节间弦杆和两端带有角接焊缝的腹杆为单元，研究单元静强度、稳定性和焊缝失效三种失效模式之间的干涉关系，通过计算各种失效模式的分布失效带，推导出失效模式干涉关系判定公式，绘制单元失效干涉图，判别出

4、组成格构式臂架结构中单元在各工况下的唯一失效模式，减少了进行各工况下各杆件各失效模式的重复计算。分别以弦杆单元失效和截面失稳作为系统失效准则，以腹杆失效求取下级失效杆件，进行系统各失效路径的求取。根据受载重分布后系统力学模型，通过与安全系数间关系计算可靠度，扫描系统各单元，得出各可靠性最低失效单元组，建立起若干条失效路径。之后，进行格构式臂架金属结构整体可靠性概率的计算，采用PNET的方法，用全部臂架重要失效模式划分若干类较易失效组，根据集成不同的表征失效路径的概率得出臂架金属结构系统可靠度。并以上述算法，用MATLAB编制臂架金属结构可靠性分析计算软件。通过使用失效模式干涉

5、分析、“安全系数-可靠度”扫描提供了新的思路并提高了臂架金属结构可靠度的分析工作效率。理论、算法和软件的结合，为以后的工程设计和理论研究做了铺垫。关键词：臂架系统可靠性；失效干涉；格构式臂架；起重机I起重机格构式臂架金属结构可靠性研究ABSTRACTThecrawlercraneisenjoyingapopularitymuchwiderthanothermachineriesintheconstructionfieldduetoitsgreathoistingcapacity，largeworkingscopeandremarkableoperatingheight.Asa

6、keyequipmentinalarge-scaleengineeringprojectandatypeofthespecialequipments，itsreliabilityandsafetyareattractingincreasinglyattention.,Becauseofitscoreroleintheproperfunctioningofthecrane,thelatticeboomisintensivelyresearchedanditsreliabilityandsafetyarefacinganeverstricterscrutiny.Thusresea

7、rchesintothereliabilityofthelatticeboomofcrawlercraneareofextremeimportanceespeciallyinreducingchancesofaccidents，andimprovetheworkingefficiencyandproducingeconomicbenefits.Thisprojectaimsatobtainingthesystemreliabilityofthemetalstructureoflatticeboomofc