起重机钢丝绳失效分析与检测技术

发布时间：2017-04-19 09:05

  本文关键词：起重机钢丝绳失效分析与检测技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢丝绳作为提升系统必不可少的一部分，具有自重轻、强度大、承载能力强等优点，且广泛应用于石油运输、交通运输、港口运输等国民经济命脉领域中。钢丝绳工作过程的理论分析复杂，尤其在特定复杂传动系统下的分析，其理论研究和仿真实验都比较少。因此，对起重机钢丝绳进行理论分析、动力学仿真及实验研究具有一定的科学意义和工程价值。 论文首先从建立钢丝绳绳股数学模型出发，探讨钢丝绳的力学特性，引出钢丝绳的静张力、破断拉力和安全系数等概念。然后建立钢丝绳工作过程的动力学模型，分析受拉状态下的节点动张力，为后续的动力学仿真提供理论基础。 在理论模型和分析的基础上，运用RecurDyn多体动力学仿真软件建立了某一规格起重机提升系统的动力学模型；仿真分析了提升过程中的节点应力应变，为验证仿真结果准确性，设计了一套钢丝绳的应变检测实验方案。实验结果初步显示出该提升系统中钢丝绳存在几个易疲劳失效点，为此，进一步利用RecurDyn中的带模块建模，分析得到提升过程中重物的速度变化及不同位置的钢丝绳动张力，对比两种模型分析结果发现钢丝绳存在相同的易疲劳失效点。 本文最后分析现有的无损检测探伤仪的参数设置方法，设计了探伤实验，对参数设置进行分析，并对现场钢丝绳进行探伤，探伤结果表明，钢丝绳与卷筒缠绕出处断丝特别严重，与前面的仿真结果得出的结论比较相符。证明仿真模型的有效性和仿真分析的有效性。 本文的研究成果，有利于提升系统钢丝绳动力学仿真的深入研究，，也为无损检测仪的工程应用提供更好的理论和实验指导，为起重机和港口装卸设计、制造和工程应用提供参考，有利于提高特种设备的安全性。
【关键词】：钢丝绳 动力学仿真 多体动力学 失效 无损检测
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21;TG115.28
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 论文研究背景10
• 1.2 国内外起重机钢丝绳研究现状10-17
• 1.2.1 钢丝绳失效机理研究现状10-12
• 1.2.2 钢丝绳失效机理研究方法12-14
• 1.2.3 钢丝绳无损检测技术研究现状14-17
• 1.3 论文研究目的及意义17
• 1.4 论文主要研究内容17-19
• 第2章 起重机钢丝绳理论分析研究19-32
• 2.1 钢丝绳绳股数学模型19-22
• 2.1.1 半连续法钢丝绳数学模型19-20
• 2.1.2 离散法钢丝绳数学模型20-22
• 2.2 起重机钢丝绳的力学模型22-29
• 2.2.1 起重机钢丝绳的静力学模型22-25
• 2.2.2 起重机钢丝绳的动力学模型25-29
• 2.3 钢丝绳疲劳寿命预估29-31
• 2.3.1 钢丝绳疲劳寿命数学模型29-30
• 2.3.2 钢丝绳内部因素对寿命的影响30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 基于 FFLEX 模块的起重机钢丝绳仿真分析32-44
• 3.1 多体动力学仿真软件 RECURDYN 简述32
• 3.2 起重机钢丝绳的仿真分析模型32-36
• 3.2.1 实体模型32-33
• 3.2.2 基于 RecurDyn/FFlex 建模环境分析33-34
• 3.2.3 钢丝绳模型的建立34-35
• 3.2.4 模型装配及参数设置35-36
• 3.3 起重机钢丝绳仿真分析结果36-40
• 3.3.1 节点应力与载荷特性关系36-38
• 3.3.2 钢丝绳应变与应力分析38-40
• 3.4 起重机钢丝绳实验方案设计40-43
• 3.4.1 实验目的与原理40-41
• 3.4.2 系统实验设计与安装41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 基于带模块的起重机钢丝绳仿真分析44-52
• 4.1 带模块下起重机钢丝绳模型建立44-47
• 4.1.1 传动模型简化44
• 4.1.2 带模块下钢丝绳动力学模型44-45
• 4.1.3 仿真模型具体参数45-47
• 4.2 起重机钢丝绳载荷作用分析47-51
• 4.2.1 不同载荷下动张力分析47-50
• 4.2.2 不同载荷下提升速度分析50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 起重机钢丝绳无损检测实验研究52-62
• 5.1 实验原理及实验方案52-56
• 5.1.1 钢丝绳无损检测原理52-53
• 5.1.2 试验台搭建方案设计53-56
• 5.2 参数设计56-58
• 5.2.1 局部损伤评估参数设定56-57
• 5.2.2 LMA 变化评估参数标定57-58
• 5.3 现场检测结果分析58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录168-70
• 附录270

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