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全新起重装备结构件可靠研究郑钰琪 等9787561282861
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章 绪论1.1 选题背景1.2 相关领域研究现状1.3 本书主要工作与章节安排第2章 武器起重装备的多体动力学模型2.1 多体动力学理论2.2 名词与符号说明. 多体动力学建模2.4 起重装备动力学模型2.5 起重装备动力学方程2.6 本章小结第3章 武器起重装备的动态分析3.1 概述3.2 起重装备模态分析3.3 起重装备的动态响应分析3.4 起重装备冲击响应分析3.5 起重装备动应力计算3.6 本章小结第4章 起重装备的疲劳寿命预估4.1 概述4.2 疲劳寿命预估理论4.3 起重装备的载荷分析4.4 起重装备的关键结构件应力与变形计算4.5 钢结构件疲劳寿命预估4.6 本章小结第5章 武器起重装备的可靠分析与设计5.1 概述5.2 起重装备可靠分析5.3 钢结构件灵敏度分析5.4 基于变量形质灵敏度的结构可靠优化设计5.5 本章小结第6章 武器起重装备的载荷特与可靠试验6.1 概述6.2 试验对象与测试内容6.3 试验条件与仪器设备6.4 试验结果与分析6.5 本章小结第7章 总结参考文献
《起重装备结构件可靠研究》从起重装备关键结构件的结构、材料、作业工况及自身所受到的复杂载荷入手,结合相关理论,利用多体动力学载荷分析、三维有限元分析、虚拟样机技术、疲劳寿命预估、疲劳可靠分析以及形质灵敏度优化技术,通过试验验,建立起一个较为完备的起重装备结构件疲劳寿命预估与可靠研究系统。
首先,该书以某起重装备为对象,依据刚柔耦合多体系统传递矩阵法,将起重装备处理为由多个集中质量、刚体及柔臂按一定方式铰接而成的刚柔耦合多体系统,建立所有元件的传递方程和传递矩阵,并将单个元件的传递方程整合,形成起重装备的刚柔耦合多体系统整体传递方程。在此基础上,建立起重装备系统中所有元件的总体动力学方程,根据系统总体的结构特点,将其整合为多体系统总体动力学方程,并将冲击力学中的冲量模型和碰撞接触模型与多体系统传递矩阵法结合,提出基于传递矩阵法的刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法。通过对传递方程的求解,分析其振动特,得到起重装备的振动固有频率及其对应的主振型。根据柯西方程推导出系统中的柔臂在冲击载荷作用下的冲击应力分布公式,分析在起升过程中的起升冲击载荷特点,数值分析该刚柔耦合多体系统的频率响应和冲击响应,并得到柔臂的冲击应力分布规律。所建立的刚柔耦合多体系统传递矩阵法对多体机械系统具有通用,所得结果对起重装备的动态优化设计和振动控制等具有参考价值。
其次,该书通过对起重装备结构件所受载荷进行研究,结合起重装备结构和作业环境的特殊,利ANSYS三维有限元分析技术完成其强度、刚度分析,并获得较为满意的结果,为后续改进设计及检修工作提供有价值的参考。在此基础上,基于疲劳寿命预估理论,得到起重装备钢结构件寿命预估模型和材料寿命曲线,从而对钢结构件疲劳寿命进行预估,进而对起重装备结构件的力学能、强度、设计寿命进行全面分析。该方法可以作为在役起重装备钢结构件疲劳寿命预估的定评判依据,其计算结果对实际设计或检查工作具有重要的借鉴意义。
再次,该书从Miner累积损伤的定义出发,视累积损伤为随机过程、临界损伤为随机变量,基于疲劳动态可靠理论,提出在预期寿命下起重装备钢结构件寿命可靠评估方法,对其进行概率分析。明确回答针对63000次循环设计寿命,起重装备钢结构件失效的概率有多大,通过计算分析得出,钢结构件绝大部分区域的可靠度能够保持在较高水平,而局部区域则需要执行定期检修。在获知预期寿命可靠度的基础上,引入形质灵敏度设计,优化零件参数,在不改变结构质量的同时减小变形,进而间接减小应力,提高产品可靠度,避免以往通过增加结构参数的尺寸来减小应力,即通过增加产品的质量来换取可靠提的弊端。
,该书通过对起重装备进行各种试验检测验,分析试验数据,判断其满足规定的设计使用寿命、安全、可靠要求。
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