随着城市化进程的加快,塔式起重机作为中高层建筑施工中不可缺少的运输工具,使用量不断上升,与此同时有关塔式起重机的垮塌事故也接踵而来。塔机垮塌事故发生严重威胁施工人员和周边人员的生命、延缓工程进度,给社会造成巨大的经济损失。及时找出垮塌事故原因,确定事故责任,明定赔偿方案是解决各个方面矛盾的关键,同时也为制定事故预防措施提供宝贵借鉴,对提高塔机安全管理水平具有重要的实际意义。当前,国内常采用故障树法对塔机垮塌事故原因进行分析认定,但因构造故障树多余量繁重、难度大、分析过程不够直观等缺点,往往会脱缓分析进度,加大塔机垮塌事故分析难度。本课题针对当前塔机垮塌事故分析方法的不足,以国家安全监管总局资助项目“塔式起重机虚拟再现关键技术研究及应用”为依托,结合有限元分析法和虚拟现实技术在相关事故分析领域的研究成果,为塔机垮塌事故分析提出一种新方法。该分析方法基于虚拟现实技术的可观性和有限元分析结果的准确性,降低了塔机垮塌事故分析难度,提高塔机垮塌事故分析的准确性,有助于塔机垮塌事故分析的顺利进行,缩短了塔机垮塌事故分析的周期。本文主要围绕以下二个方面开展工作:(1)构建塔机垮塌事故再现虚拟现实系统。基于现有塔机垮塌事故分析资料和相关专家的经验、意见,确定垮塌事故系统的总体构建方案,运用三维建模软件UG、3Ds Max建立塔机模型及周围场景模型,利用虚拟现实开发平台Quest3D开发出一套完整的塔机垮塌事故再现仿真系统。(2)塔机事故分析、仿真。总结前人构建塔机有限元模型的简化方法,在ANSYS中利用APDL语言建立塔机模型,结合实际工况,针对塔机不同部位的失效情况进行分析计算,研究事故发生机理,利用塔机垮塌事故再现虚拟现实系统对有限元分析结果进行模拟、仿真,为塔机垮塌事故分析提供动态的、可视化的讨论方案提供依据。