橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)的概率極限狀態(tài)設(shè)計法及可靠性研究.pdf

1、起重機是廣泛應(yīng)用于對物料進行起重，運輸，裝卸，安裝等作業(yè)的機械設(shè)備，隨著工業(yè)的發(fā)展，起重機的需求量大增，一旦發(fā)生故障，將會造成巨大的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡事故，起重機的可靠性問題成為國際市場上產(chǎn)品競爭的焦點。如何利用一種科學(xué)實用的設(shè)計方法，讓起重機在經(jīng)濟合理的條件下具有期望的可靠度是起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。在進行結(jié)構(gòu)可靠度分析時，由于實際結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，一般難以直接得到結(jié)果。采用有限元分析法并與概率設(shè)計理論相結(jié)合，可以有效的計算出結(jié)構(gòu)的可

2、靠度和失效概率。
　　傳統(tǒng)的許用應(yīng)力法未能夠充分考慮抗力和載荷效應(yīng)的變異性，采用單一的安全系數(shù)來保證結(jié)構(gòu)的安全性，帶有主觀經(jīng)驗性。新推行的規(guī)范提出了起重機金屬結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計法，極限狀態(tài)設(shè)計法以可靠性設(shè)計的一次二階矩法為基礎(chǔ)，通過對載荷與抗力的統(tǒng)計分析得到其分布參數(shù)，根據(jù)載荷與抗力的統(tǒng)計特征在概率分析的基礎(chǔ)上選取適當(dāng)?shù)姆猪棸踩禂?shù)。把結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程和結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)聯(lián)系起來，在設(shè)計表達式中采用分項載荷系數(shù)與分項抗力系數(shù)來保證金

3、屬結(jié)構(gòu)的可靠度，使起重機金屬結(jié)構(gòu)的可靠性與經(jīng)濟性得到統(tǒng)一。
　　本文首先采用對比的方法，分析了極限狀態(tài)設(shè)計法和傳統(tǒng)的許用應(yīng)力設(shè)計法的差異與聯(lián)系，結(jié)合實例證明了極限狀態(tài)法的優(yōu)越性。結(jié)合國內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，研究起重機金屬結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)法的設(shè)計原理。以橋式起重機為例，利用 Matlab編寫一次二階矩法的計算程序，利用載荷與抗力的統(tǒng)計參數(shù)計算設(shè)計規(guī)范中隱藏的可靠指標(biāo)。給出了根據(jù)目標(biāo)可靠指標(biāo)確定載荷分項系數(shù)與抗力分項系數(shù)的方法。

4、　　其次，本文旨在探究一種適用于橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)這樣的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜強度可靠度分析方法。分析了基于ANSYS的概率設(shè)計模塊進行可靠性計算的思路，總結(jié)出了具有工程應(yīng)用價值的幾種方法及其操作過程。對某典型的橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)，考慮材料參數(shù)與荷載的隨機分布，利用APDL語言編寫用來進行仿真循環(huán)的MAC宏文件，對其可靠度進行了Monte Carlo模擬分析和響應(yīng)面模擬分析，并對這兩種方法的優(yōu)缺點和適用范圍進行了分析，并結(jié)合橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)