塔式起重机起重臂疲劳裂纹扩展及寿命研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 本课题的研究背景 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-13页 |
| 1.2.1 国内外疲劳裂纹研究现状 | 第9-11页 |
| 1.2.2 国内外塔机疲劳寿命预测现状 | 第11-13页 |
| 1.3 本课题研究的目的和意义 | 第13页 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 | 第13-15页 |
| 2 塔机结构的疲劳分析 | 第15-25页 |
| 2.1 塔机的疲劳分析 | 第15-18页 |
| 2.1.1 疲劳的定义与分类 | 第15-16页 |
| 2.1.2 塔机疲劳类型的确定 | 第16页 |
| 2.1.3 塔机的疲劳破坏机理 | 第16-18页 |
| 2.2 断裂与断裂控制 | 第18-22页 |
| 2.2.1 断裂力学的提出 | 第18页 |
| 2.2.2 裂纹形式及断裂类型 | 第18-19页 |
| 2.2.3 应力强度因子及断裂韧性 | 第19-20页 |
| 2.2.4 疲劳裂纹扩展速率和paris公式 | 第20-22页 |
| 2.2.5 损伤容限和裂纹扩展寿命 | 第22页 |
| 2.3 影响焊接结构疲劳强度的因素 | 第22-24页 |
| 2.3.1 应力集中 | 第23页 |
| 2.3.2 焊接残余应力 | 第23页 |
| 2.3.3 材料表面状态 | 第23页 |
| 2.3.4 焊接缺陷 | 第23-24页 |
| 2.3.5 其他影响因素 | 第24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 塔机起重臂参数化设计与有限元分析 | 第25-43页 |
| 3.1 有限元分析概述 | 第25-27页 |
| 3.1.1 ANSYS软件介绍 | 第25页 |
| 3.1.2 有限元分析步骤 | 第25-27页 |
| 3.2 参数化和可视化设计 | 第27-29页 |
| 3.2.1 参数化设计 | 第27-28页 |
| 3.2.2 APDL参数化语言介绍 | 第28页 |
| 3.2.3 可视化设计 | 第28页 |
| 3.2.4 VB6.0软件简介 | 第28-29页 |
| 3.3 塔机的参数化与可视化建模 | 第29-39页 |
| 3.3.1 建立塔机起重臂三维实体模型 | 第29-32页 |
| 3.3.2 塔机起重臂参数化建模 | 第32-39页 |
| 3.4 塔机起重臂有限元分析 | 第39-42页 |
| 3.4.1 确定塔机所受载荷 | 第39-40页 |
| 3.4.2 塔机静应力分析 | 第40-42页 |
| 3.5 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 塔机起重臂的疲劳裂纹扩展分析 | 第43-53页 |
| 4.1 基于 ABAQUS 扩展有限元的裂纹分析 | 第43-44页 |
| 4.1.1 ABAQUS求解断裂力学问题的方法 | 第43页 |
| 4.1.2 ABAQUS数值模拟裂纹扩展法 | 第43-44页 |
| 4.2 有限元模型建立和分析 | 第44-46页 |
| 4.2.1 塔机起重臂的有限元模型 | 第44-45页 |
| 4.2.2 下弦杆与水平腹杆焊接处的应力分析 | 第45-46页 |
| 4.3 塔机起重臂疲劳裂纹分析 | 第46页 |
| 4.3.1 塔机起重臂初始裂纹添加点分析 | 第46页 |
| 4.3.2 塔机起重臂裂纹类型的判断 | 第46页 |
| 4.4 疲劳裂纹扩展的数值分析 | 第46-49页 |
| 4.4.1 应力强度因子计算 | 第46-48页 |
| 4.4.2 分析塔机疲劳裂纹扩展速率 | 第48-49页 |
| 4.4.3 塔机疲劳裂纹扩展速率的结果分析 | 第49页 |
| 4.5 疲劳裂纹扩展寿命预测方法 | 第49-50页 |
| 4.5.1 常幅加载时的疲劳裂纹扩展寿命预测 | 第49-50页 |
| 4.5.2 变幅加载时的疲劳裂纹扩展寿命预测 | 第50页 |
| 4.6 塔机的疲劳裂纹扩展寿命估算 | 第50-51页 |
| 4.6.1 确定初始裂纹长度 | 第50页 |
| 4.6.2 确定临界裂纹长度 | 第50-51页 |
| 4.6.3 塔机起重臂裂纹扩展寿命的预测 | 第51页 |
| 4.7 本章小结 | 第51-53页 |
| 5 塔机起重臂疲劳寿命分析 | 第53-63页 |
| 5.1 Fatigue 软件简介 | 第53-55页 |
| 5.1.1 Fatigue软件特点和功能 | 第53-54页 |
| 5.1.2 Fatigue分析疲劳寿命的步骤 | 第54-55页 |
| 5.2 塔机的疲劳载荷时间历程 | 第55-59页 |
| 5.2.1 采集变幅小车运行数据 | 第55-56页 |
| 5.2.2 分析数据 | 第56-59页 |
| 5.2.3 载荷时间历程 | 第59页 |
| 5.3 塔机疲劳寿命预测 | 第59-61页 |
| 5.3.1 定义材料疲劳属性 | 第59-60页 |
| 5.3.2 塔式起重机疲劳寿命计算 | 第60-61页 |
| 5.4 本章小结 | 第61-63页 |
| 6 结论与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 结论 | 第63-64页 |
| 6.2 展望 | 第64-65页 |
| 致谢 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 附录 硕士研究生学习阶段发表论文 | 第71页 |
