门式起重机主梁蚀坑-裂纹模型应力强度因子研究

造船门式起重机长期服役在沿海的潮湿盐雾环境中,主梁多处受腐蚀疲劳形成了蚀坑,影响了结构强度.腐蚀疲劳裂纹成核是一个局部损伤演化的过程,应力强度因子准则是判定蚀坑处萌生裂纹的临界条件之一.在门式起重机有限元模型的基础上建立了蚀坑-裂纹模型,并使用ANSYS软件对复杂边界条件下应力强度因子进行了仿真计算.结果显示,预制裂纹深度和蚀坑深径比影响了应力强度因子的取值,随着蚀坑深径比的增大,蚀坑-裂纹模型的应力强度因子明显增大.应力集中现象可能是引起裂纹萌生的主要因素,蚀坑半径的变化对应力强度因子的影响并不明显.根据半椭球点蚀假设,提出了蚀坑处应力强度因子与应力集中系数的关系式,发现蚀坑对应力强度因子的影响与应力集中系数正相关;随着蚀坑深径比的增大,裂纹萌生位置会随着应力集中位置的变化而变化.

液压门式起重机受力及稳定性监测系统研究与应用

提出了一种液压门式起重机受力及稳定性预测监测系统。根据实际参数建立了起重机结构起升单元有限元模型,分析起升单元在不同步状态下起重机相关结构的受力情况,使用有限元分析得出的数据训练BP神经网络预测模型,最终结合测量数据来快速获取任意状态下起重机相关结构的受力情况。通过实验验证了该系统的可行性,提高了液压门式起重机的安全监测能力。

基于有限元分析的单榀变截面门式刚架稳定性研究

某门式钢结构厂房进行建筑改造,需对原结构进行稳定性分析。应用ABAQUS软件对某单榀变截面H型钢门式刚架进行了线性屈曲、非线性屈曲以及粘钢加固的分析研究。对改造前结构进行屈曲分析,得到屈曲模态以及荷载-位移曲线。结果表明:刚梁易发生Y轴方向的扭转破坏;结构施加几种微初始缺陷对承载能力影响不大;在结构材料应力达到屈服应力时,荷载系数均小于1.0,结构发生失稳破坏。对梁上下翼缘粘贴钢板以及梁柱节点处全焊接加劲板进行加固补强,将加固前后的荷载-位移曲线、结构应力云图进行对比得到:当结构材料的应力达到屈服应力时,所施加初始缺陷为0 mm时,结构加固后的荷载系数相比加固前提升了61%;当初始缺陷为50 mm时,加固后结构的荷载系数相比加固前提升了52%,且加固后结构荷载系数均大于1.0,梁的应力情况得到明显改善,并且结构的跨中挠度满足规范要求。

用直接线性变换算法测量门式起重机主梁挠度

门式起重机的主梁挠度测量是关键的结构监测任务,其重要性不可忽视。现有主梁挠度测量方法需停机测量,存在繁琐操作、对离群点极为敏感等问题,致使测量不准确。文中提出一种基于直接线性变换的主梁挠度测量新方法。在传统的直接线性变换算法基础上引入最小化异常值L1范数的目标函数,通过考虑残差和后验方差,采用Soft-IPOD方法求解目标函数,提高对离群点识别和剔除的鲁棒性,有效避免了因离群点导致的挠度测量不准确问题。仿真和现场实验表明,该算法能够准确识别和剔除异常值,挠度测量的精度明显优于传统方法,平均误差小于1.5 mm,相对误差小于5%。该方法在计算速度方面表现出色,速度较基于RANSAC的直接线性变换算法提高近20倍。在工程实验中,该方法展现出了优异的性能,为门式起重机主梁挠度的快速、准确测量提供了一种可行的解决方案。

门式与桥式起重机电气保护系统的检验技术

门式与桥式起重机是我国工业生产中重要的电气设备,为提高工业生产效率、保证生产安全,应做好起重机电气保护系统检验工作。就当前的工业生产情况来看,门式与桥式起重机应用过程中很多安全事故均与电气保护系统相关,因此有必要加强电气保护系统检验技术的应用,及时识别起重机电气保护系统运行安全问题,保障起重机运行的安全性与稳定性。基于此,该文对门式与桥式起重机运行特点及电气保护系统加以分析,讨论了电源滑触线、零位保护、主隔离开关与短路检测保护、过载保护、超速保护、紧急断电开关以及绝缘电阻保护等检测技术,并以某门式起重机电控系统为例,根据设备运行实际情况对其电气回路开关及保护配置加以分析,提出可行的电动机过电流保护措施,降低电气系统安全故障出现概率,保证门式与桥式起重机设备的稳定运行。

门式抗浮框架作用下上方开挖既有盾构隧道响应解析解

上方开挖卸载导致既有盾构隧道结构产生上浮,易引发结构渗漏水、开裂等病害。竖井开挖联合门式框架技术是限制上方开挖引起既有隧道上浮的一种有效控制措施,但是目前仍缺少相应的理论方法用于指导门式抗浮框架的设计。为此,提出了既有隧道结构响应的解析解,可以实现竖井和基坑开挖阶段既有隧道结构纵向和横截面变形计算,并给出了相关的计算流程。通过与工程实例和三维数值模拟结果进行对比,验证了解析解的可靠性。通过典型算例计算和参数敏感性分析讨论了门式抗浮框架的作用机理以及既有隧道埋深和竖井开挖尺寸等因素的影响规律。结果表明:门式抗浮框架在基坑开挖阶段可以有效控制上方开挖引起的既有隧道变形,控制效果与既有隧道上方剩余覆土厚度密切相关,剩余覆土越小控制效果越明显;门式抗浮框架的作用效果主要取决于抗浮板与土体之间的作用力,抗拔桩与土体的作用力对既有隧道变形影响较小。

基于地基干涉雷达的火灾下门式钢刚架三维变形监测研究

建筑火灾倒塌严重威胁人员的生命安全,地基干涉雷达可用于火灾下门式钢刚架微变形监测预警,但雷达仅能获取目标视线方向的形变,难以满足预警模型多维度数据需求,需对建筑结构目标三维变形监测进行研究。本文在论述微波信号模型的基础上,提出一种基于分布式目标成像信息的雷达等效相位中心估算方法,实现目标三维变换矩阵迭代优化,进而开展缩尺双跨门式钢刚架火灾试验,获取局部坐标系下结构目标三维变形分量,并与传统拉线式位移计监测结果进行对比。试验结果表明:多台地基干涉雷达组合监测可在真实火场下有效获取结构目标的三维变形分量,监测结果符合既有门式钢刚架结构的受火变形规律,可为火灾下建筑倒塌预警提供有效数据支持。

集装箱堆场门式起重机双机联合风阻特性研究

集装箱堆场门式起重机往往沿着结构行走轨迹方向并排布置,且两机间隔较小。这种排布方式可能为门式起重机互相折减风力系数提供机会。为了研究集装箱堆场门式起重机风力系数折减规律,开展了集装箱堆场门式起重机双机联合风阻特性的数值研究。首先利用CFD方法,研究了门式起重机在各风向角下的风力系数变化,得到了对门式起重机最不利的风向为(30~45)°风向的结论;然后针对风场中两台并排放置门式起重机多间距下各风向风力系数开展了数值模拟研究,研究了各风向风力系数随距离变化规律,并给出了两门式起重机风力折减系数表。数值研究结果表明:为了使风力系数综合折减效果最好,门式起重机应当尽可能保持最小的间距,尤其是在支腿间距为5m时,正面迎风工况下前后机风力系数分别折减至93%和42%;而针对最危险的风向也可以至少分别折减至96%、93%和97%、92%。研究的结论可为港口集装箱堆场门式起重机的防风措施设计提供参考。

门式起重机的常见故障及维修技术研究

在长期使用过程中,门式起重机会出现各种故障,而常规的故障维修技术不仅成本较高,维修效果也不理想。分析门式起重机的常见故障,计算故障部件概率分布,对单个部件实施更换维修,确定设备最优预防性维修周期。构建部件维修目标模型,对模型进行求解以实现门式起重机科学维修,并将常规维修技术与机会预防性维修技术进行对比。实验结果表明,机会预防性维修技术能够有效减少门式起重机的维修成本,提高设备可用度,延长设备使用寿命。

门式起重机静载稳定性分析

基于起重机中加筋板实际静载承载情况,文中分别建立加筋板理论分析及有限元数值分析模型,分析加筋板结构在平面内载荷作用下稳定性相关影响因素及其影响规律,探讨了起重机典型承载结构加筋板几何尺寸和初始缺陷对结构稳定性影响的理论规律,获得结构稳定性主要影响因素,为门式重机稳定性安全评估提供一定理论依据。

门式桥塔塔柱临时支撑及上横梁支架方案研究

为保证门式内倾桥塔施工的安全和倾斜度满足要求,对某特大跨度悬索桥桥塔施工临时支撑及上横梁支架方案进行分析比选,提出受力安全、经济合理的施工方案,并对其进行相关受力分析。研究表明:上横梁与塔柱采用异步施工可以提高施工效率,简化模板系统;对于未形成门式结构的倾斜塔柱,需通过临时支撑并施加主动水平力保证塔柱受力和线形;上横梁模架系统采用分离式三角托架方案,方便施工、经济适用、安全可靠,为类似倾斜高塔施工提供相关经验。

基于液压夹轮制动的门式起重机抗风防滑装置研究

门式起重机作为货物装卸机械的主要机型之一,其动态抗风防滑性能是安全使用的关键因素。针对当前动态抗风防滑装置的研究现状,通过分析液压夹轮器防滑机理,利用传感器技术、液压系统和夹轮器,研发一种门式起重机动态液压抗风防滑装置,实现在带电、停电状态下全过程实施制动,制动响应用时短,能满足不同型号起重机抗风防滑需求。通过试验检测,验证了方案可行性与稳定性,已授权实用新型专利。该装置具有较大的推广价值,为相关门式起重机抗风防滑装置的开发设计提供了参考。

门式起重机常见故障分析与维修保养技术研究

为提高门式起重机设备可靠性,延长设备使用寿命,对门式起重机常见故障分析与维修保养技术进行研究。分析门式起重机常见的故障,深入研究门式起重机的维修保养技术。定期检查三相交流电机的工作状态,以便及时发现潜在的故障和问题。研究结果显示,采用文中方法进行门式起重机的全面维修保养,其在运行速度和能耗等方面均表现出更好的性能,应用效果较好。

门式与桥式起重机电气保护系统的检验维护技术

本文剖析了对门式与桥式起重机电气保护系统的结构,阐述了电气保护系统的工作原理,对其检验技术、常见问题进行了分析研究,强调了性能评估、可靠性检测、灵敏度测试和动作时间测定原理等的重要性,展示了检测技术在故障诊断、系统升级和维护建议等方面的应用,提出系列改进策略及优化方案,为提高门式与桥式起重机电气保护系统的性能和可靠性提供指导和参考。

桥门式起重机箱形梁截面形状和尺寸组合优化

文中以桥门式起重机箱梁的挠度约束为研究对象,提出以箱形梁自重最轻为目标的优化模型,通过形状和尺寸组合优化求解出新的箱梁截面形状和板厚尺寸。文中采用节点法思路,将箱梁截面四边分成若干个节点,通过节点控制箱形梁截面形状和尺寸变化,最终得到最优的新型箱形梁截面。在OptiStruct软件中针对某起重机箱形梁截面,通过建立轻量化目标优化设计模型,验证了该方法的有效性。结果表明:新型箱形梁结构在质量、最大应力、屈曲特征值等方面均优于传统箱形梁结构。

水电站门式启闭机电气控制系统升级改造技术的应用

为改善水电站门式启闭机电气控制系统工作性能,对一种水电站门式启闭机电气控制系统升级改造技术的技术方案及施工措施进行介绍,为该技术在水电站门式启闭机上的应用提供了实践经验。某项目水电站门式启闭机电气控制系统升级改造方案采用基于PROFINET通讯技术的PLC控制系统,可有效避免信号干扰导致的设备停机以及设备误操作引起的安全事故;同时增设安全监控管理系统,使运行状态和故障信息有据可查。

工业厂房中门式刚架轻型房屋钢结构设计研究

为了解决工业厂房中门式刚架轻型房屋钢结构设计中存在的节点设计、荷载设计、支撑设计等问题,本文介绍了门式刚架轻型房屋结构设计的优势及常见问题,分析如何通过荷载计算、平面构造设计、支撑设计以及节点设计来解决相关问题,同时还提出了防火设计方面的内容。最终结果显示,本次研究所提出的设计措施能够有效应对当前设计问题,有助于提高结构稳定性。

门式框架结构出平面外参数共振试验研究

本文对一个门式框架结构出平面外参数共振(动力失稳)问题进行了试验研究,采用振动台激发了门式框架结构的出平面外参数共振,观测和分析了门式框架结构出平面外参数共振的现象和机理,测量并探究了结构参数共振的稳定边界,研究了参数共振下激励频率与稳态响应幅值的变化关系。结果表明,当外部周期激励的频率大约是结构出平面外自振频率的两倍时,门式框架结构发生出平面外参数共振;在不稳定区域内,当固定激励幅值时,非线性稳态响应的幅值随激励频率的增大近似地呈线性减小。This paper reports an experimental study on the out-of-plane parametric resonance (dynamic instability) of a portal frame structure. A vibration table is used to induce the out-of-plane parametric resonance of the portal frame, and the phenomenon and mechanism of this resonance are observed and analyzed. The stable boundary of the structural parametric resonance is measured and investigated. The relationship between the excitation frequency and the steady-state response amplitude under parametric resonance is investigated. The results show that out-of-plane parametric resonance occurs in the portal frame structure when the frequency of the external periodic excitation is approximately twice the natural frequency of the structure’s out-of-plane vibration. Within the unstable region, when the excitation amplitude is fixed, the amplitude of the nonlinear steady- state response decreases approximately linearly with the increase of the excitation frequency.

大型造船门式起重机两机联合抬吊运行方案研究

随着大型模块一体化吊装技术的发展,单个模块吨位逐步提升,对门式起重机的吊装能力提出更高要求。对吊装设备现状进行分析,认为利用现有两台门式起重机联合运行的方案比新增一台大吨位起重机的方案性价比更高。针对两机联合抬吊运行中的关键技术问题,结合具体实践,给出具体通信及数据交互方案和两机联合同步运行方案。

基于数字孪生技术的集装箱门式起重机应力状态监测研究

针对现有码头数字孪生技术对设备机械结构内部应力变化缺少有效检测的问题,文中以集装箱门式起重机为研究对象,提出了该型起重机数字孪生监测系统框架,通过三维模型建立、有限元分析、深度学习等手段,采用数值拟合方法实现起重机金属结构应力的实时监测;同时,满足了数字孪生的实时性和准确性,为实现港口机械设备数字化、智能化管理提供参考。