近年來國際貨物進(jìn)、出口量激增,港口大型起重機(jī)的工作負(fù)荷日益加重,起重機(jī)的安全使用性能越發(fā)顯得重要。對起重機(jī)的維護(hù)、保養(yǎng)、安全防范工作不加以重視,輕則影響生產(chǎn),造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,重則會導(dǎo)致人身傷亡事故的發(fā)生。由于維修更換難度大、費(fèi)用高,港口門座起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)成為了起重機(jī)使用安全問題中的重中之重。據(jù)文獻(xiàn)報道,港口起重機(jī)服役15年以上的,其重要結(jié)構(gòu)件均會出現(xiàn)不同范圍、不同尺寸大小的缺陷,且有些部件腐蝕嚴(yán)重,所以極有可能影響其安全運(yùn)行與使用。因此,對于運(yùn)行多年的港口起重機(jī)需要對其結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評價。
本次分析以一臺運(yùn)行15年的門座式起重機(jī)為研究對象,利用有限元分析和現(xiàn)場應(yīng)變測量相結(jié)合的方法對其結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行分析,為后續(xù)的安全檢驗(yàn)檢測提供參考,也為其安全運(yùn)行與使用提供保障。
起重機(jī)整體應(yīng)力不大,應(yīng)力值一般在100 MPa以下,只有關(guān)鍵受力部件和結(jié)構(gòu)不連續(xù)處產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中處,存在較大應(yīng)力。前門腿、大臂三腳架、齒條應(yīng)力較大,人字架應(yīng)力稍大。最大應(yīng)力為215 MPa,發(fā)生在前門腿上端拐角處。由于使用年限較長且制造單位并未提供完整圖紙,在模型簡化過程中部分加強(qiáng)筋并未考慮,有限元計算結(jié)果最大應(yīng)力比實(shí)際應(yīng)力大。
齒條整體應(yīng)力較大,且應(yīng)力分布均勻。水平板及側(cè)板等效應(yīng)力大部分在120 MPa左右,齒條與人字架和起重臂連接處附近應(yīng)力偏大,等效應(yīng)力達(dá)到190 MPa。最大應(yīng)力出現(xiàn)在起重臂同側(cè)的門腿上,門腿要承受整機(jī)自身和起吊的重量、以及起吊附加的彎矩的作用,其結(jié)構(gòu)不連續(xù)處即折彎處內(nèi)側(cè)有應(yīng)力集中,最大等效應(yīng)力約為215 MPa,但仍小于材料的屈服極限,能滿足強(qiáng)度的要求。
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