【摘 要】
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金属结构的疲劳性能日益受到人们的关注,金属结构疲劳性能的研究也在各个领域内广泛展开。我国在疲劳研究方面起步较晚,但是,在近年来的重视,对于疲劳的研究取得了一些显著的
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金属结构的疲劳性能日益受到人们的关注,金属结构疲劳性能的研究也在各个领域内广泛展开。我国在疲劳研究方面起步较晚,但是,在近年来的重视,对于疲劳的研究取得了一些显著的成果。如在起重机领域,北京起重运输机械研究所、大连起重机厂等单位对起重机主梁进行了常幅下的疲劳试验研究。目前,在产品设计中已大量使用计算机仿真技术,其中的有限元仿真技术已经成为一种不可缺少的分析工具。与基于试验的传统方法相比,有限元疲劳仿真计算能够提供零部件表面的疲劳寿命分析,可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命的薄弱位置,通过修改设计可以预先避免不合理的寿命分布。通过搜索国内外关于疲劳的参考文献,了解疲劳的发展现状,并通过相关理论的学习研究,为起重机金属结构疲劳分析做了理论准备。在相关理论阐述章节,本文介绍了疲劳及疲劳寿命理论,疲劳载荷谱与累积损伤理论,并对影响金属结构疲劳寿命的因素进行了分析总结。本文以起重船起重机为研究对象,运用MSC.Patran有限元软件建立起重机金属结构整机有限元模型,并导入MSC.Nastran中进行静力分析,得出了静力分析结构。同时,本文还对起重船作业进行了分析,确定了比较符合实际情况的作业工况,为后续的疲劳分析做出了准备。在金属结构满足起重机设计要求的同时,为了确保重机能安全使用,对起重机自身模态进行了分析。起重机自振频率也是一个较为重要的参数。在起重船起重机工作、强风来袭时、以及正常航行时,避免起重机产生自振而产生破坏。同时,起重机自振频率设计得当,能够使起重机操作人员在操作起吊过程中的舒适度提高,避免由于疲劳产生操作失误,而造成不必要的损失。根据起重机动力学原理利用有限元分析软件MSC.Nastran,对起重船起重机金属结构进行模态分析,并提取了前十阶固有频率和振型。本文应用疲劳分析软件MSC.Fatigue,对起重机疲劳进行了分析,得出了起重机的疲劳寿命,为起重机设计提供参考依据。
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