Seismic elastic-plastic time history analysis and reliability study of quayside container crane

Quayside container crane is a kind of huge dimension steel structure,which is the major equipment used for handling container at modern ports.With the aim to validate the safety and reliability of the crane under seismic loads,besides conventional analysis,elastic-plastic time history analysis under rare seismic intensity is carried out.An ideal finite element（FEM） elastic-plastic mechanical model of the quayside container crane is presented by using ANSYS codes.Furthermore,according to elastic-plastic time history analysis theory,deformation,stress and damage pattern of the structure under rare seismic intensity are investigated.Based on the above analysis,the established reliability model according to the reliability theory,together with seismic reliability analysis based on Monte-Carlo simulation is applied to practical analysis.The results show that the overall structure of the quayside container crane is generally unstable under rare seismic intensity,and the structure needs to be reinforced.

集装箱港口多码头泊位联合分配优化研究

多码头泊位联合分配是港口资源整合、提升服务水平的重要手段。针对集装箱港口多码头泊位计划,考虑不同码头泊位条件、岸桥能力等因素,构建多码头泊位-岸桥集成分配数学模型。设计改进灰狼算法(IGWO),利用离散化映射进行编码设计,基于优胜劣汰法实现种群动态进化。设计算例,将IGWO与果蝇算法和粒子群算法进行对比。结果显示:IGWO算法优化结果分别提升16.6%和21.1%;利用IGWO对不同船舶到港密度泊位算例进行求解,其中,多码头泊位分配可有效减少总时间成本及延误船舶数量,节省岸线资源约10%。结果表明:设计的模型及算法可有效解决多码头泊位联合分配问题。

基于核密度估计的起重机应力谱编制方法研究

准确获得起重机金属结构的应力谱是疲劳寿命评估的前提,基于短期实测应力数据样本外推至全寿命周期内应力谱的方法是当前常用的一种方法,针对起重机疲劳寿命评估中常用的基于威布尔分布统计模型外推方法存在的一些不足,文中提出了基于核密度估计的起重机应力谱的外推流程和方法,并以岸边集装箱起重机为研究对象,利用文中给出的流程、方法外推应力循环幅值数据。外推数据统计分析结果显示:基于核密度估计方法生成的数据较好地反映了测试数据的统计特征,与基于威布尔统计模型的外推方法相比,具有不需要进行先验假设、拟合精度高的特点。

岸边集装箱起重机结构振动响应概率密度分布统计

岸边集装箱起重机工作于码头前沿,是现代码头应用最广、集装箱装卸能力最强的装卸设备。文中针对岸边集装箱起重机结构健康监测响应概率密度分布的拟合问题,依据统计学理论选择合适的分布类型完成拟合。对其结构健康监测振动响应数据进行分布检验,采用卡方检验判断其是否符合常见的分布类型。对于不符合的响应数据,使用贝塔分布进行拟合。采用最小二乘法完成贝塔分布的参数求解,得到该数据的概率分布、概率密度函数等分布特性,并与原始数据进行对比。结果表明,岸边集装箱起重机结构小车运行方向和垂向的健康监测振动响应数据符合正态分布,而大车运行方向的振动响应数据不符合常见的分布类型,贝塔分布的拟合效果良好。

基于EMD-SSSC分解的振动信号去势

提出一种基于经验模态分解和软筛分准则的振动信号去势方法EMD-SSSC(Empirical Mode Decomposition-Soft Sifting Stopping Criterion,EMD-SSSC),根据软筛分准则自适应控制筛分过程,改善本征模态函数的混叠问题,提高经验模态分解的精度与效率,从而有效去除振动信号的趋势项。通过解析函数和两自由度弹簧-质量-阻尼系统验证该方法的有效性和精度,并进一步将其应用于实际岸桥结构健康监测中加速度响应的去势。结果表明:采用EMD-SSSC方法可以准确剔除振动信号中的趋势项,去势精度远高于最小二乘法;所提出方法既可有效用于数值积分中因积分常数的存在而出现的趋势项,也可合理去除工程实际监测信号中的趋势项。

考虑不确定性的岸边集装箱起重机-泊位联合多目标调度优化研究

文中针对不确定性引起的岸边集装箱起重机-泊位联合调度问题,考虑目前的低碳环保政策,以船舶作业时间最短、码头作业成本最低和碳排放量最少为目标建立多目标优化模型,设计了一种融入禁忌搜索算法的改进NSGA-Ⅲ算法求解优化模型,然后通过对算例进行仿真分析,结合多目标权重得出加权的最优调度方案,并通过算法对比验证了改进算法的有效性,为提高港口管理水平提供决策依据。

基于激光与视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法

为解决岸边集装箱起重机在船舶上方作业时,由于司机操作以及潮汐、大风等环境因素对作业安全产生影响的问题,文中提出了一种基于激光和视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法,通过激光扫描和视觉采集,对岸边集装箱起重机下的船舶轮廓进行完整扫描与识别,满足船舶的纵向位移、船舶上船槽及集装箱锁孔的精确定位,精确测量岸边集装箱起重机吊具的高度值和小车的位置信息,实现集装箱海陆侧软着陆,有助于提高岸边集装箱起重机的自动化效率。

岸边集装箱起重机小型箱体梁翻身吊装工艺

岸边集装箱起重机钢结构由众多箱体梁组合而成,其中前后大梁的左、右梁连接一般通过5根小型联系横梁进行刚性连接。在对连接前后大梁的小型箱体梁翻身吊装方案进行论证的基础上,提出一种翻身移位吊装方案,给出了吊耳翻身吊装和小型箱体梁附属件吊装工艺要点。该方案可提高小型箱体梁翻身移位及附属件吊装的效率和安全性。

岸边集装箱起重机远程视觉系统雷电事故分析及改进

文中针对某码头岸边集装箱起重机远程视觉系统在雷雨季发生的大面积损坏,对照相关标准和行业经验对接地和防雷系统进行了全面梳理和回顾,检查并弥补了其中的薄弱环节,在码头现场检查工艺设计以及设备的施工情况,测量、采集、分析了相关数据,并结合设备返厂维修报告分析雷电浪涌可能的进入通道,咨询走访防雷相关企业,并邀请专家至现场勘查,从不同角度进行事故原因分析。经过长时间分析、改进和观察,事故导致的设备损坏已大为减少,问题也得到了初步解决。最后,总结出在现有岸边集装箱起重机防雷方案中远程视觉系统需要重点注意的防雷设计以及施工工艺,同时为进一步定量的数据采集和分析工作作出了安排。

岸边集装箱起重机装卸船最优工作路径

岸边集装箱起重机在设计和装卸船时,在保持设备结构和作业环境不改变的情况下可采用图表法找到装卸船的最优路径。文中将路径进行准确的分解,分解后的路径简单直观。最优路径给自动化提供准确程序,对司机作业过程各机构动作的变化提供准确而有利的指导,提高码头的生产率。为码头泊位上岸边集装箱起重机数量的规划提供准确的数据支持。

梯形架可放倒的岸边集装箱起重机设计与工程应用

常规的岸边集装箱起重机梯形架是固定式的,整机发运时,固定式的梯形架会限制设备的通行高度。为此设计了一种梯形架可放倒的岸边集装箱起重机,给出了其梯形架结构优化、结构强度校核方案与梯形架放倒操作方法。工程应用表明,梯形架下端与起重机大梁通过铰接连接,发运时可把梯形架倾倒至水平或接近水平位置,可有效提高岸边集装箱起重机运输过程中的通行能力。

自动化码头中岸边集装箱起重机的集成与应用

文章探讨了岸边集装箱起重机的机构,包括起升机构、大车运行机构和俯仰机构。接着,阐述了自动化码头中岸边集装箱起重机的集成,包括集成原则、步骤以及集成过程中可能遇到的问题。在此基础上,分析了岸边集装箱起重机在自动化码头中的应用,旨在为自动化码头的建设和运营提供理论支持和实践指导。

岸边集装箱起重机小车轨道理论寿命与影响因素分析

随着集装箱码头高效率运营要求,岸边集装箱起重机的运行速度和载重量均有提升。不断提高的起升载荷及小车运行速度对小车轨道造成更大的冲击和磨损,进而影响小车轨道寿命。为了进一步研究大型岸边集装箱起重机小车轨道寿命,文中根据实际轨道破坏形式进行分析,总结出小车轨道寿命的影响因素;并对小车轨道选型计算进行理论分析,推导出影响小车轨道寿命的因素及小车轨道载荷谱系数的计算方法。根据理论影响因素给出优化的制造和安装工艺,提高岸边集装箱起重机小车轨道寿命。

内河码头轻型岸边集装箱起重机制造安装技术

文中结合国内某内河码头轻型岸边集装箱起重机项目制造安装工程实践,首先对轻型岸边集装箱起重机结构特点进行了说明,并制定了设计和制造方案,对散件运输与卸船方案进行了评估和论证;同时结合新建码头的特点,从船期规划与航运安排、构件卸船后场地布置、各主要构件现场总装等方面对轻型岸边集装箱起重机制造安装技术进行了研究。

基于模型预测控制的岸边集装箱起重机吊具防扭设计

远控自动化岸边集装箱起重机吊具系统准确快速定位是提升起重机效率的关键因素。以岸边集装箱起重机吊具悬垂系统为研究对象,提出一种基于模型预测控制的防扭控制方法。根据吊具系统转动运行特点,建立系统状态方程,设定二次规划问题的性能指标,求解开环优化问题并获得最优的控制序列。通过解决一个带约束的优化问题来求解最优控制输入,使得最优化控制序列与实际输入条件相匹配。仿真计算结果表明,这种方法能够有效的控制吊具的扭转角度,提升作业效率和稳定性。

岸边集装箱起重机效率分析系统设计

为了分析制约岸边集装箱起重机运行效率的多重因素,设计岸边集装箱起重机效率分析系统,以起重机的多源数据采集为基础,定义了一套工作关键点、工作阶段、状态点相结合的效率指标,以时序数据库和关系型数据库协同的方式设计效率分析算法。分析系统采用前后端分离设计架构,具有数据全面、查询便利、展示方式多样的特点。实施结果表明,该系统能全方位分析岸边集装箱起重机工作的各阶段效率,发现效率制约因素,可促进流程优化和设计改进。

一种自动化码头单小车岸边集装箱起重机开闭锁验证方法

为解决船舶作业过程中因卸船箱信息不准确、装船堆场位置错误等问题导致的货运事故,基于自动化码头单小车岸边集装箱起重机作业特点,提出一种开闭锁验证方法,将集装箱箱号、ISO、危标等信息与系统进行匹配判断,可有效杜绝因船箱信息不准确而导致的货运事故。

光伏节能系统在岸边集装箱起重机中的应用

文中结合岸边集装箱起重机设备的工作特点,利用分布式光伏发电技术,在岸边集装箱起重机机器房顶部建设分布式光伏储能发电系统。系统采用自发自用、余电并网的智慧节能模式,并充分利用物联网、大数据等前沿技术,不仅实现单机岸边集装箱起重机能源消耗的监控管理,更实现单机设备与港口监控平台的大数据互通互联,实时监测及高效管理,从而提升港口能源管控智慧化水平,稳步推动低碳港区、低碳港口的建设。

基于替代模型的岸桥随机有限元模型修正

研究了考虑参数随机不确定性的岸桥有限元模型修正问题。首先,假设岸桥的待修正参数和模态参数都服从正态分布,将不确定性模型修正问题转化为均值和标准差的修正问题;其次,以某岸桥为研究对象,进行风振响应实测,利用随机子空间法得到岸桥前4阶实测模态参数;最后建立岸桥的有限元模型,基于Kriging替代模型及多目标遗传算法对岸桥结构进行有限元模型修正。结果表明,考虑参数不确定性的随机有限元模型修正方法能有效修正岸桥结构参数的均值和标准差。

应用虚拟样机技术进行岸边集装箱起重机结构强度破坏原因分析

运用虚拟样机技术,建立岸边集装箱起重机(简称"岸桥")的虚拟样机。通过对岸桥前大梁仰起40°时整机运行的起制动工况进行仿真计算,并将其应力与实际测试应力值相比较,两者基本吻合;同时得到引起拉耳疲劳破坏的原因是拉杆摆动所产生的转矩和弯矩在拉耳根部形成较大的交替变化的应力。文中也证实应用虚拟样机技术在港口机械动力学分析中是可行的,而且是行之有效的。