一种桥式起重机主梁结构失效全局灵敏度的评估方法

摘要

本发明公布了一种桥式起重机主梁失效全局灵敏度的评估方法。该方法首先确定桥式起重机主梁的极限状态方程，然后确定影响失效的相关参数变量。在全局灵敏度的指标计算的计算中，利用克里金代理模型对极限状态方程进行简化，最后利用蒙特卡洛数值模拟法求出全局敏感性指标。

说明书

技术领域

本发明属于起重机械技术领域，具体涉及一种桥式起重机主梁失效全局灵敏度的评估方法，适用于评价桥式起重机结构中的变量对失效概率的影响，也适用于评价其他类型起重机中变量对失效概率的影响。

背景技术

桥式起重机等是各种工业生产中必不可少的设备，如果发生结构断裂等事故，将会造成不可挽回的损失。因此在设计阶段要评估各种变量对影响桥式起重机可靠性的影响的大小，以便对设计阶段进行指导。

现有的起重机结构可靠性敏感性评估都是局部敏感性评估，只能反映变量在某一标量上对可靠性的影响。另外，现有的评估方法需要大量的数据支持，桥式起重机的变量多功能函数复杂，这些问题使得桥式起重机主梁的可靠性敏感性评估十分困难。

发明内容

针对现有的桥式起重敏感性评估方法落后和数据需求量大的问题，本发明公布了一种起重机结构的全局可靠性灵敏度评估方法。本专利采用全局可靠性灵敏度对起重机结构进行评估，相比局部可靠性灵敏度更加符合实际。除此之外，在评估方法流程中使用先进的代理模型技术，这使本方法只需要少量的数据便可完成起重机的全局灵敏度评估。

本发明所述的基于证据理论的桥式起重机全局可靠性灵敏度评估方法的技术方法是通过以下步骤实现的。

1)对桥式起重机进行结构的受力分析，得出桥式起重机失效的几种极限状态方程，桥式起重机主梁强度极限状态方程为g＝σ

2)确定桥式起重机主梁的模型中影响可靠度的变量参数，包括起升载荷P

3)利用输入变量的已知概率分布情况下抽取样本容量为N的大样本。

4)产生多个超立方拉丁抽样样本，这些样本作为建立Kriging代理模型的初始实验样本。

5)利用初始实验样本建立代理模型，其表达式为G(x)＝f(x)

6)利用克里金代理模型对桥式起重机的极限状态方程进行替代，判断样本点是否失效，G(x)<0为安全点，G(x)>0为失效点。

7)带入n

8)计算全局灵敏度指标，计算方法用数值积分法，把可靠性测度指标转化为下式：

附图说明

图1为一种桥式起重机主梁结构的模型图。

图2为一种桥式起重机主梁结构的箱型截面图。

图3为一种起重机结构的全局可靠性灵敏度评估方法的流程图。

具体实施方式

下述实施例仅为本发明的优选技术方案，并不用于对本发明进行任何限制。对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

1)定义可靠性计算问题，选取32吨通用桥式起重机为计算实例。

2)选择包括起升载荷P

表1参数的标准差与均值

3)利用输入变量的已知概率分布情况下抽取样本容量为10

4)带入其余样本的其余待测点，预测其失效概率，并选取失效样本，失效概率预测结果为0.012，并提取其中的失效样本。

5)再次随机抽取10

6)桥式起重机强度全局敏感性计算结果如表2所示。

表2计算结果

9)由上述计算结果可以看出：对于桥式起重机主梁失效的影响最大的变量是起升载荷。

10)由于本方法采用全局敏感性指标，反映的变量对桥式起重机主梁结构失效概率的影响符合实际。