岸边集装箱起重机载荷谱形成算法及疲劳寿命研究

摘要

港口码头是海洋运输与陆地运输的枢纽，岸边集装箱起重机是港口码头中重要的货物转运工具，其结构形式为前后水平大梁吊在由海陆侧立柱支撑的横梁上。由于岸边集装箱起重机有较大的前伸距和后伸距，这种结构特点使它的吊载小车能够在海洋和陆地间做循环运动，实现集装箱货物从集装箱货船到陆地的转运。随着海洋运输业的大力发展，集装箱船舶正朝着大型化方向发展，给岸边集装箱起重机提出了更高的要求，高速重载已经成为其主要受力特点，随之而来的疲劳问题也变的愈加明显。由于岸边集装箱起重机具有高吨位、大跨度特点，一旦发生疲劳破坏，往往会造成严重的机械事故。在此背景下，本文展开了对其金属结构疲劳损伤的计算研究，希望能给现场管理人员提供合理的检测建议，预防疲劳失效破坏事故的发生。
　　本研究主要内容包括：⑴在查阅文献基础上，给出了载荷谱及疲劳分析的国内外研究状态。并详细介绍了载荷谱与疲劳之间的关系，以及载荷谱、疲劳破坏与抗疲劳设计、疲劳寿命与常用的疲劳寿命预测方法，最终阐述了本文的主要研究内容。⑵阐述了岸边集装箱起重机载荷谱的编制背景。针对国内缺乏岸边集装箱起重机整机载荷谱的情况，展开了对编制载荷谱的理论研究，并最终归纳出编制载荷谱的理论知识，详细的给出了载荷谱编制步骤。为下文实际编谱奠定理论基础。⑶结合吊载统计数据，对具体的某港在役岸边集装箱起重机进行了载荷谱编制，最终给出了岸边集装箱起重机整机载荷谱。在载荷谱的基础上，结合线性累积损伤理论提出了一种简单的疲劳寿命预估方法。⑷将得到的岸边集装箱起重机载荷谱应用于国际上广泛使用的两大疲劳分析准则：英国BS5400标准及欧洲F.E.M标准中，对该台岸边集装箱起重机的整机疲劳情况进行了详细的分析，得到了岸边集装箱起重机在载荷谱的作用下的疲劳累积损伤情况。通过两大疲劳计算标准的相互验证，一方面简单的证明了上文提供的疲劳寿命预估方法具有一定的可靠性，另一方面避免因统计数据错误造成的结果偏差。

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第1章 绪论

1.1 课题的提出

1.2 课题的研究目的与意义

1.3 载荷谱的国内外研究动态

1.4 疲劳分析的国内外研究动态

1.5 论文主要研究内容

第2章 岸边集装箱起重机载荷谱编制理论研究

2.1 载荷谱编制的背景

2.2 载荷谱编制的内容

2.3 载荷谱编制的要求

2.4 载荷谱编制的方法

2.5 载荷谱编制的步骤

2.6 本章小结

第3章 岸边集装箱起重机载荷谱编制实例及其疲劳寿命分析

3.1 岸边集装箱起重机载荷谱的形成

3.2 载荷谱在疲劳寿命中的应用

3.3 疲劳寿命结果分析

3.4 本章小节

第4章 载荷谱在BS5400和F.E.M疲劳分析标准中的应用

4.1 岸边集装箱起重机有限元模型

4.2 载荷谱在BS5400标准中的应用

4.3 载荷谱在F.E.M标准中的应用

4.4 BS5400和F.E.M标准下的结果对比分析

4.5 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 全文小节

5.2 全文展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目