在役实腹式臂架可视裂纹失效仿真及寿命评估

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1、分类号：TH213.1学校代号：10109密级：公开4、及气薄TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(专业型）在役实腹式臂架可视裂纹失效仿真论文题目:及寿命评估______________________研究生姓名:韩晓君__________________________指导教师，格》教授____________________工程领域/专业:繊31程________________________学习年限：2012

2、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。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期:______分类号：TH213.1学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（专业型）学位论文题目：在役实腹式臂架可视裂纹失效仿真及寿命评估研究生姓名：韩晓君导师姓名及职称：徐

3、格宁教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械工程论文提交日期：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我国工程机械保有量巨大，对其臂架以及液压缸等共性部件进行再制造研究意义重大。实际生产中在役实腹式臂架上必然存在些许可视裂纹，对臂架结构的安全性能产生重大的隐患。鉴于现实生产中采取实验研究以及数据统计分析的困难，本文针对在役实腹式臂架上相关可视的裂纹缺陷采取有限单元法进行仿真研究，为臂架再制造工程提供数据支撑。主要开展以下工作：1）在役实腹式臂架结构仿真

4、模型的准确建立针对实腹式臂架实际试验研究的繁琐以及困难，采用建立相对准确的模型仿真方式，以满足科学研究的需要，重点针对臂架搭接位置处臂筒与滑块二者相互作用处的仿真方式进行对比研究，从而得出更加符合实际情况的处理方式。2）含失效裂纹在役实腹式臂架模型的仿真建立由于在役实腹式臂架已服役多年，其臂架上某些位置必然会出现一些典型型式的可视裂纹，针对其利用ANSYS建立仿真分析模型，为在役臂架寿命安全状态评估提供基础环境。3）在役实腹式臂架上可视裂纹的安全状态评估根据断裂力学相关理论，针对臂架上已有的典型裂纹进行静

5、力学状态下的安全状态评估，判断其几种典型工况、裂纹典型位置、型式以及系列化尺寸下的安全状态，从而得出裂纹在各种典型裂纹工况下的最危险状态。4）在役实腹式臂架可视裂纹扩展剩余寿预测针对在役实腹式臂架最危险的裂纹工况，根据断裂力学—损伤容限安全设计理论对其进行仿真载荷谱作用下的裂纹疲劳扩展寿命评估，对在役臂架进行剩余寿命预测，为实际再制造工作提供数据支持。5）建立在役实腹式伸缩臂架失效参数化仿真分析系统针对在役实腹式臂架上已有典型位置、型式、尺寸以及对应典型工况下建立裂纹失效仿真分析系统，利用C#高级编程语言

6、结合ANSYS自带参数化语言APDL进行二次开发，建立在役臂架上可视裂纹仿真分析系统软件，从而便于工程人员对裂纹的仿真研究。关键词：在役实腹式臂架；ANSYS；可视裂纹；裂纹扩展；单元生死技术；子模型技术；断裂力学；损伤容限安全设计IABSTRACTABSTRACTAsChina'sconstructionmachineryinventoryishuge,itisofgreatsignificancetodosomeremanufacturingresearchaboutthecommoncomponen

7、tslikejibandhydrauliccylinder.Itisobviousthatthereissomecrackdefectaroundthesolid-webbedtelescopicjibintheactualproductionprocess,whichleadstoagreathiddendangertothesafetyperformanceofjibstructure.Inviewofthedifficultiesandcomplexofexperimentalstudyanddat

8、astatisticalanalysisintheactualproduction,thepaperconductssimulationstudyabouttheexistingcrackdefectsaroundsolid-webbedtelescopicjibwithfiniteelementanalysis,whichprovidesdatasupportforremanufacturingengineeringofji