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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

岸桥前大梁结构参数和运行参数的同步优化

对岸桥前大梁的结构参数和运行参数进行了同步优化。首先,建立前大梁系统简化力学模型,对比整机有限元模型与简化模型的有限元模型得到前3阶模态频率,验证了简化模型的有效性;其次,为了提高优化过程的计算效率,利用假设模态法及拉格朗日法得到简化模型的动力学方程;然后,以Runge-Kutta法计算得到简化模型的吊重摆角最大值、岸桥前大梁中点处的最大挠度及小车总运行时间为优化目标,采用多目标遗传算法对岸桥前大梁系统的结构参数及小车运行参数进行同步优化,得到Pareto解集;最后,根据系统性能的具体需求从解集中选择合理的解,指导岸桥前大梁系统的结构设计以及小车运行参数的设定,为岸桥防摇提供了一个新的思路。

基于激光扫描的岸边集装箱起重机船体离梆监测系统

船舶离梆是集装箱码头装卸作业中的重要安全隐患。基于二维激光扫描技术,设计了一套岸边集装箱起重机船体离梆监测系统。该系统利用激光扫描仪实时获取正在岸边装卸作业的集装箱货轮的垂直截面轮廓,计算出船体的整体倾斜角或整体平移量,如果大于预设值,即发出船体离梆报警信号,提醒相关人员及时采取安全防范措施。经实船测试验证,该系统具有有效性。

基于远控技术的岸边集装箱起重机

针对普通常规岸边集装箱起重运输机械位置控制精度差的特点,文中提出了一个远程控制岸边集装箱起重机的解决方案。远程控制岸边集装箱起重机作为一种全新的集装箱装卸方式,大大提高了岸边集装箱起重机的定位精度和司机操作的舒适度。以国内某港口远程控制岸边集装箱起重机和国外某HCT远控控制岸边集装箱起重机为例,阐述了大小车、起升位置精准定位的硬件组成、测量和调试原理、利用电子防摇和防扭提高效率,以及远程控制中的难点和解决方法。该方案可以作为远程控制岸边集装箱起重机的设计和改造提供参考。

岸边集装箱起重机侧向载荷下的轮压计算方法

文中在对比FEA有限元轮压和传统算法轮压的基础上,分析了两者的相同点和不同点,指出侧向载荷下的扭转是导致两者差异的原因。以结构门框横梁为切入点,分析了结构内力对轮压的作用,将门框扭转分解为左右侧、海陆侧力偶和集中力矩,将总轮压分解为倾覆力矩轮压与扭转轮压之和,提出了轮压传递系数的概念,从而得到了一种扭转轮压算法模型。另外,结合FEA获得门框不同受力条件下的轮压传递系数,经验证该算法模型与FEA结果符合较好。

基于向量式有限元的岸边集装箱起重机地震响应分析

由于岸边集装箱起重机结构在地震下的运动较复杂,为了研究其在地震载荷下的跳轨行为,文中基于向量式有限元理论以典型巴拿马岸边集装箱起重机为例建立模型,提出改进的轮轨接触模型,并施加EI Centro地震波计算岸桥整机动力学特性。结果表明,地震波对岸边集装箱起重机垂直方向的位移影响更大,海侧门腿与陆侧门腿相比更难以发生抬腿,得出的结论可为今后更多的大型港口设备的抗震设计提供了思路。