【摘 要】
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众所周知,塔式起重机已经成为了当今工程施工过程中不可或缺的起重设备,所以其结构是否安全可靠、耐疲劳程度是否满足要求成为了工程施工领域重点关注的安全指标。起升、变幅与
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众所周知,塔式起重机已经成为了当今工程施工过程中不可或缺的起重设备,所以其结构是否安全可靠、耐疲劳程度是否满足要求成为了工程施工领域重点关注的安全指标。起升、变幅与回转是塔式起重机的三个重点工作流程。重物在起吊或下降时塔机钢结构承受冲击载荷作用,变幅或回转时塔机钢结构承受交变载荷作用。此外,其作业时还会受到环境温度变化以及风载影响等。上述问题都将对塔机的疲劳寿命造成不同程度的破坏。调查发现,塔机的钢结构遭受疲劳破坏是作业过程中发生事故的主要原因。本文的主要工作内容如下:1)介绍了国内外塔式起重机的现状,并重点叙述了钢结构疲劳失效的检验手段与分析方法,同时制定了疲劳失效分析的流程图。2)利用ANSYS的前处理模块对塔机整体进行建模处理,对其典型作业状态进行分析,根据得到的应力分布云图,找出应力集中与局部大应力等隐患点所在位置。3)文中把塔式起重机的疲劳载荷归为冲击载荷与变幅载荷两类。使用现场观测与概率统计的办法对变幅载荷进行分析,得出了变幅小车的运动统计数据,得出其运行频数与起重臂每节坐标之间正态分布的结论,并绘制了正态概率密度曲线。分析五种典型工况下变幅载荷的时间历程时,文中将周期设置为一天。对于冲击载荷,本文是利用振动原理把钢丝绳简化为一根弹簧,然后根据振动公式求出钢丝绳的位移响应,计算典型作业状态时起升钢丝绳内应力时间关系,然后求出冲击载荷时间历程。4)文中利用MSC.FATIGUE软件对QTZ4010型塔式起重机进行了疲劳寿命分析,并介绍了分析的步骤和方法,得出了计算疲劳寿命分析的可靠方法。分析后认为QTZ4010型设备起重臂的疲劳寿命问题可以不用考虑。5)根据前面得出的分析数据,并应用MSC.FATIGUE软件得出了疲劳应力云图,然后通过改变疲劳危险点处的尺寸来对塔机进行优化。
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