大型起重机械结构应力监测关键技术研究

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1、（申请工学硕士学位论文）大型起重机械结构应力监测关键技术研究培养单位：物流工程学院学科专业：机械制造及其自动化研究生：杨继雪指导教师：刘志平教授2014年5月I万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目大型起重机械结构应力监测关键技术研究英文ResearchonKeyTechniquesofStructuralStress题目MonitoringofLargeHoistingMachinery研究生姓名杨继雪姓名刘志平职称教授学位博士指导教师单位名称武汉理工大学邮编430063申请学位级别硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2014.4论文答辩日期2014.5学位授

2、予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月II万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权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，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含

3、电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期III万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要起重机金属结构是起重机的骨架，用于装置起重机的机械、电气设备，承受和传递作用在起重机上的各种载荷。起重机设计过程中，虽然引入了许多载荷系数，具有一定的强度安全系数。但因起重机受力复杂，且在设计中进行了结构简化，使得

4、一些在理论上能满足使用要求的构件，在使用过程中发生塑性变形甚至折弯的事故。金属结构的破坏会对起重机的安全运行造成重大影响，其安全可靠性非常重要。应力应变测试是发现金属结构故障是一种行之有效的方法。论文的主要工作如下：（1）论文分析了国内外应力检测方法与应力检测关键技术研究。针对应力检测现存的问题进行探讨，分析了影响结构应力的主要原因。研发了一套结构应力实时监测系统，并对应力监测过程中可能出现的误差提出修正方法。（2）建立四连杆组合臂架门座式起重机的有限元模型。本文需要多幅度多回转角度下的起重机模型，利用参数化的建模方法进行建模。对参数化建模思想和建模语言进行了研究。建模以后加载自重，求解

5、得到各幅度各回转角度下测点的仿真自重应力，为误差修正提供数据。（3）分析温度变化对起重机应力监测的影响。重点分析了太阳辐射作用对结构的影响，仿真得到夏季和冬季不同时刻结构表面的温度分布情况，进行温度-结构耦合得到温度变化对结构应力的影响。（4）提出基于TDC测试系统的温度补偿方法和基于仿真自重应力的误差修正方法。分析了各种数据拟合方法和服务器中数据比较算法，为应变系统的误差修正做好理论上的准备。（5）本文还设计了结构应力监测系统，主要包括服务器程序设计，数据库存储程序设计和客户端界面设计。实现了对起重机终端数据的采集，数据接收存储，数据显示，应力监测中的误差修正及数据分析等功能。最后，对

6、监测系统进行性能试验，论证了系统的可靠性和实用性。关键词：结构应力；温度应力；ANSYS仿真；误差修正；监测系统I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractCranemetalstructureistheskeletonofthecrane,useddevicemachineryandelectricalequipmentofcrane,bearandtransfertheloadfunctiononthecrane.Introducemanyloadfactorsduringthedesignprocessofcraneandhasthecertainstrengthsafety

7、coefficient.Butthestructurethatissafeintheorymayplasticdeformationorbendingaccidentinuseprocessbecausethecranestressiscomplexandthestructureissimplifiedinthedesign.Thefaultofmetalstructurewouldhaveabigimpactonthesafeop