考虑局部动力效应影响的大型起重机寿命预测分析

赵为健 郝兆波

摘要：随着经济的发展和科技的进步，大型起重机被广泛的应用在工业上，其在在为工业发展提供便利的服务的同时，我们也应该看到其自身问题。起重机作为一种机械，在运行的过程中，难免会后受到外部环境和工矿的的影响，特别是局部动力效应的影响，而出现磨损或是零部件损坏问题。长期下去势必会减少起重机的使用寿命，给企业带来一定损失，对局部动力效应影响下的大型起重机寿命进行预测势在必行。本文主要从局部动力效应影响下的大型起重机寿命预测重要性、对大型起重机随机地震进行分析等方面，对局部动力效应影响的大型起重机寿命预测进行相应分析。

中图分类号：TU311文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

随着现代化进程不断的加快，大型起重机的满载率也在不断的加大，其工作繁忙程度也在不断的加重，一些起重机在处在高应力水平工作，甚至超出了其应力水平，这对那些大型老龄化起重机来说是比较危险的，随时都会出现安全问题，甚至给企业和社会造成严重的经济损失，尤其是在局部动力效应作用下的大型起重机更加危险。在这种情况下，就应该对局部动力效应影响下的大型起重机寿命进行预测，以避免造成不必要的损失。大型起重机安全寿命问题变得越来越重要。如何更好的对局部动力效应响应下的大型起重机寿命进行预测，已经成为相关部门值得思索的事情。

1局部动力效应影响下的大型起重机寿命预测重要性

大型起重机寿命预测问题，一直是工程研究人员研究的重点项目。毕竟起重机是石油化工、建筑、水电力以及机械等行业必不可少的设备。随着经济的快速发展和改革开放的不断深入，国外的一些新旧起重机设备被引进国内。因其实际工作荷载与实际工作寿命有一定差距，有时还会出现一定偏差，致使一些设备的更新及报废时间没有同意的标准，企业中有的设备已经工作了多年，其使用寿命及报废时间是现代企业急切关注的事情。对于起重机安全工作寿命来说，就是指其在运行一段时间后，起重机损伤已经累积到一定程度之前，仍能进行正常工作的时间，在一定程度上是取决于其金属结构的破坏。一旦起重机金属结构出现不同程度的破坏，起重机就会出现及其严重的后果。如，起重机在建筑工地进行施工的过程中，常会出现重机倒塌事故，影响建筑施工企业正常运转和给人们生命财产安全带来一定隐患。要知道我国是人口大国，每一年都会进行各种建筑和施工，在这对起重机的需求量越来越大，随着起重机数量的增多，起重机的事故也随之增多，在企业人员伤亡事故中的比例也呈逐年上升的趋势。其技术结构支付在，一旦在局部动力效应的作用下就会出现相应裂纹，甚至出现结构断裂事故。在这种情况下，有必要对大型起重机寿命进行预测，以避免不必要的损失。

2对大型起重机随机地震和局部动力进行分析

2.1对大型起重机随机地震进行分析

正常情况下，要对要对动力效应影响下的大型起重机进行寿命预测，应该对起重机进行随机分析，对起重机的局部动力效应进行相应分析，并用相应公式推算出起重机寿命预测公式以及 动力效应对起重机寿命预测的影响。随机地震公式为：

m ÿ+cý+ky=-mexg其中m是指质量阵，c是指阻尼阵，k是指刚度阵，xg是指地面加速度，而e则是指惯性力列矢量。

对于e来说，其在三维自由度对应的元素中属于非零元素，在三转角自由度上对应元素为零元素。正常情况下，当e中的非零元素值为42.5时，其动力是放大的系数。在对随机地震进行相应分析的时候的，只需要给出地面加速度的功率谱密度，就能对起重机的地震响应统计概率进行相应分析。但是值得注意的使这其中加速度的功率谱密度事实上一个虚拟的简谐加速度，其能求出随机地震位移谱密度。当地震位移达到最大值的时候，其能确定期望值与标准差，并在此基础上对惯性力列矢量进行分析，进而得到地面结构为42.5m时的加速度。

2.2对局部动力进行分析

因起重机是由杆系结构构成的，其以曲变形为主，在对每一个单元进行相应分析的时候，都应该着重考虑单元局部动内力的影响。正常情况下，其是以限元法为基础进行相应节点都是量地作用在节点上的。因此，梁的单元驱动方程为：

（EJy"）"+my+cy=0。在上述公式的基础上还要对单元梁进行假设，并假设出梁单元内中一点位移，其公式为：Y(x,t)=W(x,t)+nδ。其中W(x,t)是指局部动力位移，δ是指梁单元节点位移列矢量，n是指形函数矩阵。正常情况下，常将W(x,t)的影响忽略不计，但是可以将其代入（EJy"）"+my+cy=0中，算出单元局部动力，以便更好的算出起重机动力相应及局部动力计算。在对起重机动力相应及局部动力计算的时候，可以将起重机看作一个梁单元系统，在对动力值进行极端的时候，可以将时间定为8s，可以计算出当主梁跨中时，其挠度最大，其危险性也最大。从上述分析中可以看出局部效应对寿命预测是有一定影响的。

3结语

就目前来看，对大型起重机寿命进行预测是十分必要的。毕竟起重机在常在不同环境下进行工作，受局部效应的影响在一定程度上会减少自身寿命。一旦起重机在已经出现故障的情况下仍然进行进行相应的工作，而又不知道起重机寿命，也没有对起重机剩余寿命进行评估。在这种情况下，很可能出现安全隐患。其不仅会给企业带来一定损失，同时也会危害人们生命健康。要想保证起重机正常运行，避免不必要的损失，就应该对起重机寿命进行预测，这样可以知道起重机寿命，当起重机已经老化到一定程度，可以不使用，避免经济损失和人员伤亡。

参考文献

[1]曲淑英,王心健,曲乃泗.环形起重设备的局部动力效应、抗震分析[J].机械工程.2002.(11).

[2]周校明.大型起重机制造和安装质量控制的监理[J].机械制造.2011.49.(06).

[3]李猛,金世俊. 基于CompactRIO的应变采集系统的设计和实现[J].研究与开发.2007.(06).

[4]张莉瑶,郭正刚,朱泓,张志新.[J].起重运输机械.2009.(12). [5]曲淑英,王心健,吕永高.大型起重机械的局部抗震分析.[J].煤矿机械.2002.(04).