浅析港口机械机构稳定性设计

孙睿楠

摘 要：众所周知，我国自从加入世贸组织之后，我国经济与国际间的交流互动越来越紧密，并且促使了我国对外进出口贸易额呈现出逐年增长的状态，这对于我国的社会经济发展水准具有重大积极的推动作用。而港口作为我国与国际间进出口贸易往来的重要通道，其相关港口机械设备的稳定性将直接关乎着我国的对外经济贸易水平，需要引起相关港口管理部门的高度重视。因此，本文就将重点围绕港口机械设备的特性进行分析与总结，并进一步阐述影响港口机械结构稳定性的主要因素和港口机械结构稳定性设计，提供一些参考价值。

关键词：港口 机械机构 稳定性 设计

中图分类号：U653.92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（c）-0095-02

随着我国科学技术水平的提高和电气自动化时代的到来，港口机械机构的稳定性越来越受到企业的关注。而当前，大部分的港口机械都包含岸桥、起重机、装船机、卸船机以及堆取料机等部件，这类大型机械设备都拥有一些特殊性能，同时对港口的运输和载货能力起着非常关键的作用，需要不断提升港口机械的稳定性能，以保证机械设备的自控效果。那么接下来，本文就将重点围绕港口机械设备的特性进行总结与分析，进而具体探究影响港口机械结构稳定性的主要因素和港口机械结构稳定性设计，以求不断提升机械设备的工作质量和效率。

1 港口机械设备的特性

港口机械设备的特性主要分为3个层面：一是随着科技的发展与进步，为港口机械设备中运用自动化设备创造了必要条件，同时为满足和保障港口的生产需求和运载能力，强化港口机械设备的自动化程度也是必不可少的。二是随着现代港口技术的不断更新换代，新旧机械设备的交替情况越来越频繁，需要港口机械设备的相关功能性和工作效率得到提升。三是因为港口周边的自然环境复杂多变，且多为露天作业，所以要求港口在进行对外贸易时，其机械设备的耐碱性、耐酸性以及耐压和耐撞性都要有所提高。

2 港口机械结构稳定性影响因素分析

2.1 管理因素

港口机械结构稳定性影响的首要因素为管理因素，港口机械设备的管理工作将直接影响着设备的工作效率和使用寿命，如果不能落实好相应的管理工作，可能会致使设备提前老化或者提升故障率，从而影响机械机构的稳定性能。现阶段很多港口机械管理缺乏相应有效的养护标准和维修规范，致使港口机械在使用进程中得不到有效护理和维修，除此以外，港口机械设备的管护人员的综合素质水平参差不齐，且对机械设备的维护和管理意识不足，也会影响港口机械设备的稳定性能，甚至可能会导致港口機械设备中存在一定的安全风险。

2.2 工况因素分析

港口机械结构稳定性影响的第二个主要因素为工况因素，工况因素具体指的是港口机械设备周边的环境因素，诸如机械设备在进行港口货物装卸时，会受到货物种类的化学物理性质的影响，包含对机械机构的化学腐蚀、载荷、电磁波以及电化学腐化等要素的影响，从而影响整体机械设施的稳定性。通常来说，由于港口机械的载荷大且使用周期较长，运载对象和周边环境都会影响设备的正常运行。与此同时，还需考虑好港口机械设备的疲劳能力，针对具体设备的腐蚀抵抗性和力学性能进行不同的具体分析。

2.3 气候因素分析

港口机械结构稳定性影响的第三个主要因素为气候因素，我国绝大部分的港口机械设备都已经实现了电气化，并且电气化的机械容易受到气候环境、空气湿度的影响，且不同气候环境对电子设备的影响程度也会呈现差异性。诸如，气压因素会影响气缸设备的正常运作，空气污染严峻的区域则会影响可视化设备的正常定位。我们知道，港口地区的海面空气湿度大，且空气含盐量较高，需要相关港口管理部门应根据各港口的具体气候因素，确定影响机械机构稳定性的量化体系。

3 港口机械结构稳定性设计

3.1 基于疲劳损伤累积理论与应力强度干涉理论可靠性校核

港口机械结构稳定性设计的首要举措便是要基于疲劳损伤累积理论与应力强度干涉理论进行可靠性校核。进行机械机构的可靠性校核主要包括静强度可靠性校核和疲劳强度两点，相关管理技术人员在进行机械结构稳定性操作设计时要依据这两点来进行综合的考量，并在操作强度校核时，还要保障港口机械稳定程度满足最低限度的载荷组合工况，同时可以适当通过应力强度干涉理论JC算法进行计算。

3.2 基于人工神经网络的载荷仿真

港口机械结构稳定性设计的第二个重要举措便是要基于人工神经网络进行载荷仿真，相关管理部门还要在港口结构稳定设计时，明确相应的载荷谱，具体方法有仿真法和实测法两种，如果全部依托实测法，不仅会造成大量物力、人力以及财力的流失浪费，还会增长检测周期，致使数据利用率偏低。而如果全部依托仿真法，则又会与现实脱节，存在与实物间的巨大误差，致使检测结果不够精准。所以载荷仿真技术应运而生，这种技术能够将实测法与仿真法进行有机结合，具体操作原理为：首先，对港口机械机构的危险部件进行实测，将检验出的应力时间历程作为网络神经的训练指标，并建立人工神经网络载荷仿真模型。其次，在网络仿真模型中键入机械设备的幅度、重量以及结构尺寸等内容，通过相应的应力时间历程运算出具体的仿真结果。最后，将实测结果邀请设计机械专家进行综合评鉴。通过此举不仅能降低实测的工作量，又能提升高仿真测量的精准性与合理性，为后续运载工作提供坚实基础。

3.3 基于反求工程及优化方法的可靠性设计

港口机械结构稳定性设计的第三个重要举措便是要基于反求工程以及优化方法进行可靠性设计，指的是相关管理部门在进行箱型结构稳定性设计时，要对机械的长宽高和壁厚作为重要参数进行测量，同时在设计中，严格依照工程结构的制造需求，可将方差限定值成比例的一组作为不独立变量，从而使实际的独立变量保持在4个，然后将方差考虑进来，这样就能在具体求解时借助好优化设计的办法。我们知道，可靠度最大为1，每增大一点都会带来结构截面尺寸的大幅度增加，因此一味探究可靠度的最大值并不是合情合理的选取。同时可以将可靠度与截面积作为最大优化目标函数，这样就能够防止一味追求可靠性而忽略经济性的问题，这类方法可以称作是经济可靠度。港口机械机构稳定性将直接关乎到港口的经济利益，也将影响着港口工作人员的身心健康，需要相关管理部门在进行港口机械设计时将机构的稳定性设计作为重点研讨的对象，同时对机械结构中容易发生的故障问题进行及时的优化处理，并依据港口机械设备的运行实际情况，对相关机械设备的抗腐蚀性能和力学性能进行综合的改良，从而在根本上提升港口工程的质量和效率。

4 结语

根据上述分析可以看出，相关港口机械设备的稳定性将直接关乎着我国的对外经济贸易水平，同时对港口的运输和载货能力起着非常关键的作用，需要相关管理部门不断提升港口机械的稳定性能，以保证机械设备的自控性能。具体可以通过可靠性校核、载荷仿真技术以及优化方法的可靠性设计来辅助进行改良，只要相关港口技术管理人员不断深化探究、认真创新，我们就有理由相信，我国的港口机械机构稳定性设计一定会朝着更为科学和完备的方向进行发展。

参考文献

[1] 姜萍，朱振民.港口机械结构稳定性设计[J].工业设计，2016（2）：91-92.

[2] 刘涛，严莹.液压油污染在线监测研究[J].硅谷，2011（11）：99.

[3] 崔巍.筑路机械设备的使用与管理浅析[J].中小企业管理与科技，2011（24）：38.

[4] 王海龙，张华.浅谈加强公路施工机械设备的管理[J].黑龙江科技信息，2011（6）：291.