桥式起重机偏轨箱形梁疲劳强度计算_侯屹
桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征
0 引言桥式起重机广泛应用于军工制造、机械化工、能源电力、新材料加工等领域，在国民经济发展中占有重要地位。
近年来，桥式起重机一直都在致力于进行轻量化设计，而实现轻量化的途径之一就是要采用大量的异种钢焊接接头。
异种钢焊接接头的稳定安全决定着工作者的生命安全和企业的财产安全，在2005年～2006年期间某港口曾发生起重机主梁断裂事故，造成了严重的社会影响[1]。
在工业生产中，生产者需要通过技术手段对桥式起重机箱形梁主要受力点的异种钢焊接接头完进行合理安全的在线监测，精确作到寿命预测和危险警告。
声发射技术是一种成熟的实时、动态检测方法，通过材料发生变形损坏时释放应变能实现。
声发射技术的显著特点就是监测材料动态损伤情况，并以数据的形式呈现出来，从而便于分析损伤情况。
利用技术手段，充分利用声发射信号的数据信息，形成对异种钢焊接接头较有效的监测，进而实现对可能存在危险的判断和警告[2]。
桥式起重机异种钢焊接接头中主要为Q345B钢和Q235B钢的异种钢焊接，受循环载荷的作用，损伤方式桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征*杨浩宇1 李 强1 李福森21太原学院 太原 030022 2国家起重运输机械质量检验检测中心 北京 100007摘 要：文中通过声发射技术对桥式起重机箱形梁Q345B/Q235B异种钢焊接接头疲劳损伤过程进行表征，发现了声发射特征参数变化取决于疲劳裂纹扩展不同阶段的特点，得以利用声发射动态监测桥式起重机循环载荷下的疲劳损伤状态，从而实现及早预警的目的。
另外，通过对异种钢焊接接头焊缝和热影响区2种不同缺陷位置疲劳实验各阶段典型声发射信号的对比分析，获知热影响区比焊缝位置更易发生疲劳断裂，故箱形主梁在服役过程中应重点关注异种钢焊接接头热影响区位置并及早发现危险。
关键词：桥式起重机；异种钢焊接接头；声发射表征；疲劳断裂；监测预警中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2024）3-0067-06Abstract: In this paper, the fatigue damage process of bridge crane box girder Q345B/Q235B dissimilar steel welded joint was characterized by acoustic emission technology, and it is found that the change of acoustic emission characteristic parameters depends on the characteristics of different stages of fatigue crack propagation, so the fatigue damage state of bridge crane under cyclic load can be dynamically monitored by acoustic emission, so as to achieve the purpose of early warning. In addition, by comparing and analyzing the typical acoustic emission signals at different stages of fatigue test of weld and heat affected zone of dissimilar steel welded joints, it is found that the heat affected zone is more prone to fatigue fracture than the weld position, so more attentions shall be paid to the position of heat affected zone of dissimilar steel welded joints during the service of box girder in order to find the danger as early as possible.Keywords:bridge crane; dissimilar steel welded joints; acoustic emission characterization; fatigue fracture; monitoring and early warning*基金项目：应用型本科高校辅导员大数据赋能成长与发展机制研究（23TYSZ03）为疲劳损伤。
桥式起重机主梁强度、刚度计算【范本模板】
桥式起重机箱形主梁强度计算一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算（双梁小车型)1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ,因此为载荷组合Ⅱ.其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。
主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大,为剪切危险截面。
当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外,还要计算扭转剪切强度,弯曲强度与剪切强度需进行折算。
2、主梁断面几何特性计算上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y —y 形心线，为对称形心线。
因上下翼缘板厚不等，应以x'- x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。
① 断面形状如图2—4所示，尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。
② 3212F F F F ++=∑ ［11Bh F =，02bh F =，23Bh F =］ ③ Fr q ∑= (m kg /）④ 321232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F Fy F y ii c +++++-=∑⋅∑=(cm ) ⑤ 223322323212113112212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ⋅++⋅+--+⋅+= （4cm ） ⑥ 202032231)22(21221212bb F h b B h B h J y ++++= （4cm )⑦ c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ） ⑧ 2BJ W yy =（3cm ） 3、许用应力为 ][σ和 ][τ.4、受力简图1P 与2P 为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Q P 和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。
起重机金属结构
起重机金属结构工作级别确定侯屹大连起重矿山机械有限公司大连116036摘要:GB/T3811!1983 起重机设计规范 和GB/T3811!2008 起重机设计规范 在进行起重机金属结构的疲劳验算时,对定义起重机金属结构的工作级别有很大差异,这些差异对起重机金属结构的疲劳强度计算有相当大的影响,严重的可能导致起重机金属结构的安全使用寿命低于起重机整机所要求的安全使用寿命,因此,需引起注意。
关键词:金属结构;工作级别;疲劳强度;疲劳计算中图分类号:TH218文献标识码:A文章编号:1001-0785(2010)06-0006-07Abstrac t:In G B/T3811!1983D esign R ules for C ranes and GB/T3811!2008Des i gn Ru l es f o r C ranes,the re i s b i g d ifferences o f de fini ng t he wo rk i ng g rades o f crane m eta l structure when do i ng fa tigue assess m ent o f m eta l structure o f crane,wh ich i nfl uences heav ily to calculati on o f fatigue streng th o f c rane me tal structure,furt her,m ay cause t he sa fe ope r a ti on life of m eta l structure less than that o f comp lete crane T here fore,mo re a ttenti on to it shou l d be pa i dK eywords:m eta l structure;worki ng g rade;fa ti gue streng t h;fatigue ca lculation1引言起重机购销工作中很重要的环节就是在合同中需要供需双方共同确认起重机的工作级别。
桥式起重机焊接梁疲劳强度极限状态可靠性分析
桥式起重机焊接梁疲劳强度极限状态可靠性分析发表时间：2020-04-09T06:43:35.728Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：徐兆增[导读] 起重机钢结构的疲劳验算点以往通常会使用最大应力进行校核，这些年来，由相关科研人员应用焊接件的疲劳试验，发现应力幅度是对疲劳强度的最主要影响因素。
大连华锐重工集团股份有限公司辽宁大连 116013摘要：起重机钢结构的疲劳验算点以往通常会使用最大应力进行校核，这些年来，由相关科研人员应用焊接件的疲劳试验，发现应力幅度是对疲劳强度的最主要影响因素。
关键字：桥式起重机；强度极限状态；可靠性分析引言桥式起重机现在在工业生产以及起重运输等多个方面都有着重要的作用和意义，是自动化和机械化的一类重要设备，实际应用的过程中其疲劳强度极限需要做好验证才能够确保应用有效性。
一、验算点主粱的疲劳破坏经常发生在最大正应力、最大剪应力、或者正应力和剪应力都较大的位置附近，而且主要发生在受拉区。
桥式起重机的主粱在踌中截面附近有最大的正应力，在跨端有最大的剪应力，在１／４跨度截面内的正应力和剪应力都比较大，这对于不论正轨或偏轨的主粱都是一样的。
但在选择疲劳强度计算点时，偏轨箱形梁和正轨箱形梁有区别，因为正轨箱形粱受集中轮压的影响较小，僦如在选择梁端最大剪应力点时，正轨的可以选在端部截面，而偏轨的应选在主腹板的上角点。
归纳起来，偏轨箱形梁进行疲劳强度计算可选三个计算点：踌中附近最大弯矩作用截面的副腹板下角点，是受拉区，Ｉ／４跨度截面的副腹板下角点，也是受拉区端部截面主腹板上角点，在受压区。
二、应力集中等级偏轨箱形梁和正轨箱形梁一样，内部均设‘起重运输机１９９６（２）ＴＨ，６２有横隔板，按照起重机设计规范附录Ｋ的规定，凡属隔板用双面贴角连续焊缝与翼缘和腹板相连，隔板带有切角的情况，应力集中等级可定为Ｋ。
级，因此在计算跨中最大弯矩截面和１／４跨度截面时，应力集中等级均可取为Ｋ。
在梁端截面的集中轮压作用点，腹板和翼缘板间的焊缝应力集中等级可取为Ｋ．，因为这条焊缝不属于Ｋ形焊缝而是ｖ形，介于Ｋ形焊缝与双面贴角焊缝之问，应力集中等级介于Ｋ和Ｋ之间，按Ｋ级取值进行计算稍偏于安全。
起重机箱形主梁疲劳寿命.
起重机箱形主梁疲劳寿命起重机作为一种代替人力劳动用于物料搬运的工程机械产品, 随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大, 对其性能的要求也越来越高。
箱形主梁作为起重机重要承载构件之一, 直接影响起重机的作业能力, 而疲劳破坏又是起重机箱形主梁常见的破坏形式。
因此, 研究起重机箱形主梁的疲劳寿命就显得尤为重要, 这样能对起重机箱形主梁结构抗疲劳性能的提高做好充足的理论准备。
本文结合相关文献的理论研究成果、应用ANSYSt限元分析软件以及nSoft疲劳仿真软件, 通过对起重机箱形主梁疲劳寿命的研究, 完成以下内容： 1. 对有限元分析理论在起重机金属结构分析方面的应用进行总结，并归结出约束方式对有限元分析结果的影响, 分别采用壳单元和实体单元两种单元对箱形主梁结构进行建模, 对计算结果进行对比分析, 得到了网格划分对计算结果所造成的影响。
2. 利用有限元分析软件ANSYSS立箱形主梁结构的有限元模型，进行模型的静态应力分析, 采用瞬态动力学分析方法得到结构的应力时间历程, 结合Matlab 产生的随机起重量产生典型循环载荷块, 最后将有限元分析结果文件导入nSoft 软件当中, 与材料的S-N 曲线和Miner 线性累计损伤准则相结合, 采用软件当中的Fe- Fatigue 模块对箱形主梁结构的疲劳寿命进行计算, 得到箱形主梁结构的疲劳寿命, 并进一步研究了箱形主梁隔板与下翼缘板之间的间隙对结构疲劳寿命的影响。
同时进行了疲劳试验的部分工作。
3. 结合某集装箱门式起重机箱形主梁出现疲劳裂纹的案例,对该集装箱门式起重机进行实地调研,测量出疲劳裂纹的数量和分布情况, 运用本文理论计算方法分别按照原始设计数据和小车轨道存在偏心距、同时上翼缘板板厚变薄两种情况分别计算其箱形主梁疲劳寿命。
最后提出具体的修复措施。
本文成功的将统计理论、有限元分析以及疲劳寿命计算方法等内容有机的结合起来用于估算结构的疲劳寿命, 研究成果为起重机箱形主梁结构的疲劳寿命预估提供了理论支持。
桥式起重机箱形主梁疲劳强度验算
桥式起重机箱形主梁疲劳强度验算摘要：正轨箱形梁是起重机广泛采用的主梁形式，工作级别为A5级以上的起重机主梁应进行疲劳强度计算。
本文以《起重机设计规范》[1]为准则，以（7.5+7.5）t A6级起重机为例，介绍正轨箱形梁疲劳强度计算方法和步骤，设计及选材。
关键词：箱形主梁载荷疲劳强度概述由我冶建公司承接制作的用于三钢集团高线厂发货料场的（7.5+7.5）t、22.5m 工作级别为A6双梁电磁桥式起重机。
由于行车使用作业环境差，工人操作习惯、熟练程度等不同对行车主梁及整体结构会产生一定影响。
因其工作级别高，起吊频繁、连续作业，特别是对行车桥架的疲劳强度要求较高。
按《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）要求[1]，为满足生产需求，确保产品质量，在设计、选材、制作基础上对桥架即正轨箱形梁的疲劳强度进行复核计算。
1.主要参数和计算简图1.1主要参数：起重量Q=7.5+7.5=15000kgf 跨度L=22.5m 工作级别A6 材料Q235B∨大=90.78m/min ∨小=38.9m/min ∨主升=12.35m/min 小车轨距Lxc=5500mm 小车轮距b=1800mm ；1.2主梁中间截面尺寸：主梁高度H=1782mm 腹板高度h=1750mm 上下盖板宽度B=660mm 上下盖板厚度δ1=16 δ2=16mm 腹板厚度δ=8mm 主梁两腹板内壁间距离b=596mm 。
1.3主梁的计算简图和截面尺寸为下图1 、图2所示1.5计算载荷的确定按《起重机课程设计》[2]表7-5中第Ⅰ种载荷组合情况验算大车运行机构的设计重量G1和作用位置L1 G1≈2.054tf L1≈1.5m司机室的重量G0≈1000kg 其重心距支点的距离L0≈2.8m 小车重量G小=9000 kgf主梁总的计算均布载荷q 半个桥架（不包括端梁）的自重Gq/2=14.204tf，主梁由于桥架自重引起的均布载荷ql= = =0.631tf/m大车运行机构采用分别驱动，主梁所受的全部均布载荷q?就是桥架自重引起的均布载荷ql，即q?=ql=0.631tf/m主梁总的计算均布载荷q=kⅠq? 由[1]中表2-6查得式中kⅠ= （1+kⅡ）/2 k ⅠkⅡ为冲击系数，kⅡ=1.1 则kⅠ= （1+kⅡ）/2=（1+1.1）/2=1.05q= kⅠq?=1.05×0.631=0.663tf/m=6.63N/mm2.计算截面和计算点根据理论分析和设计计算实践，桥式起重机箱形主梁，只需验算跨中和1/4跨度处两个截面。
T型钢主梁与横隔板的构造设计
ｖ ｒ ｅ ｓｉ ｅ ｅ ． Ｔｈｉ ｐ ｐ ｒ ｘ ａ ｎ ｗｈ ｃ ｗｅｄｉ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｓ ｔｆ ｎ ｒ ｓ ａ ｅ ｅ ｐｌｉ ｓ ｉｈ ｌ ｎｇ ｄ ｉ ｍｏ ｅ ｎ ｅ ｓ ｎ ｒ ｉ ｒ ａ ｏ ｂｙ ａｃ ａｉ ｎ ｎａｙ ｉ ｔ ｓ， ｉ ｃ ｌｕｌｔｏ ａ ｌｓｓ， ｈｕ ｔ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｅｓ ｈ ｓｒ ｎｇｈ ｄ ｍａ ｓ ｗｅｌａ ｈ ｔｂｉｉ ｅ ｎｄ ａ ｄ ｉ ｍ ａ ｓｔ ｅ ｆ ｂ ｉａ ｅ ｒ ｃ ｓ ａ ｉ ｒ ｔｅ ｔ ｅ ｎｄ ａ ｌ ｓｔ ｅ ｓａ ｌｔ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｙ ｋｅ ｈ ａ ｒｃ ｔｄ ｐ ｏ ｅ ｓｅ ｓｅ ．
但 在 Ｔ型钢 的 翼 缘 板 和 腹 板 连 接 处 有 一 个 Ｒ＝５ ０
ｍ ｍ左 右 的 圆角 ， 在 Ｔ型钢 的两 条 纵 向 焊缝 处 也 并 开两 个半 圆孔 ， 免焊 缝交 叉焊 接而 引起 应力 集 中 ， 避
见 图 １ 。
的 轮压 直接 通过 轨道 作用 在 主腹板 上 。为 了提 高 主 腹板 和翼 缘 板 之 间 焊缝 的 抗 疲 劳 性 能 ， 往 采 用 Ｔ 往 型钢 来作 为 轨道 下 面 的 承载 构 件 ， 由于 Ｔ型钢 的腹
Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ：ｂ ｘｂ ｏ ｗ ｔ ｃ ｅ ｔ ｃｒｉ；Ｔ —ｓｅ ｌ ｒｎ ｖ ｒｅｓｉ ｅ ｅ ｏ ｏｍ ｉ ｅ ｃｎｒ ａｌ ｈ ｉ ｔｅ ；ｔａ ｓｅｓ ｔｆｎ ｒ ｆ
起重 机 在起 重量 吨位 较 大 的情 况 下 （ 别 是 冶 特
金起 重机 ） 其 主 梁 形 式 通 常 都 采 用 偏 轨 箱 形 梁 的 ， 形式 ， 即将 主小 车的 轨道 置于 主腹 板 的正上 方 ， 时 这
图 １
第 １种 焊 接 形 式
桥式起重机主梁疲劳寿命分析
由断裂 力学 可 知 ，当 Ａ Ｋ＜△ 时 ，裂 纹 不 会 扩展 ，但 在 多 数 情 况 下 金 属 结 构 受 力 部 位 ，特 别
是 构 件危脸 截 面处 的 Ａ Ｋ均 超过 Ａ 。 （ 劳断 裂韧 Ｋ 疲 性） ，这些 部 位 产 生 疲 劳 裂 纹 ，它 就会 按 Ｐ ｒ 提 ａｉ ｓ 出 的疲劳 扩 展 速 率 缓 慢 扩 展 ，当达 到 临 界 裂 纹 长 度时 ，扩 展速 度有 可 能 迅 速增 大 ，直 至 构件 断 裂 。 对 于 桥 机桥 架 结 构 可 以 近似 采 用 所 受 最 小 应 力 为 ｒ ０，即不 吊重 时 ，构件 裂纹 处 的应 力为 ０ ｏ ｉ＝ 。应 力强 度 因子 幅值
参 考 文 献
１３ｍ １ ｍ，导 程 Ｓ＝２ ８ｍｍ，螺距 Ｐ＝１ ｍ，牙 形 ４ｍ 角 ｏ＝ ０ ，摩 擦 系数 ， ｔ ３。 ：钢 对 铜 ００ ０ １ ．８～ ． ，取 中 间值 ０ ０ ，则 螺 纹 升 角 Ａ ＝ａｃ （兀ｄ ） ．９ ｒｔ ｇ［ ２ ］＝ ４５ 。 当 量 摩 擦 角 Ｐ ．１ ， ＝ ａｃ ｆ （ ｏａ ２） ＝ ｒｔ ／ ｃｓ／ ］ ｇ［ ５３ ３ Ｏ此 时 Ａ＜ ．２ Ｏ ｐ ，丝 杠 可 自锁 。
１ ９ ６ＭＰ ，于是 临界 裂纹 长度 为 ２ ． ａ
的变 载荷 工作 状 态 对 构 件 的疲 劳 寿命 也 有 很 大 影
响，故 随机 疲 劳也 是工 程 构件 的主 要 破坏 形 式
之一 。
惫… ７ ｃ
式中： 为 裂纹 处最 大应力 值 。
＝
…
（ ２ ）
３ ）环境腐蚀 。该机在炼钢车间服役 ，在高温
图 １ 钳 口摩擦力 与 ６的关系 ０
坯 和钳齿 之 间 的 摩 擦 系 数 。在 满 足 ６≤． 的条 件 下 ，６越小 夹 紧越 可靠 。
桥式起重机主梁强度、刚度计算
桥式起重机箱形主梁强度计算一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型)1、受力分析作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。
其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。
主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。
当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。
2、主梁断面几何特性计算上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。
因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。
① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。
② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /)④ 321232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F Fy F y ii c +++++-=∑⋅∑=(cm ) ⑤ 223322323212113112212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ⋅++⋅+--+⋅+= (4cm ) ⑥ 202032231)22(21221212bb F h b B h B h J y ++++= (4cm )⑦ c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ) ⑧ 2BJ W yy =(3cm ) 3、许用应力为 ][σ和 ][τ。
4、受力简图1P 与2P 为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压，由Q P 和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。
桥式起重机偏轨箱形双梁桥架结构设计
桥式起重机偏轨箱形双梁桥架结构设计摘要本设计是在保证金属结构安全可靠、经济合理的前提下，选择起重机金属结构材料时，通过金属结构的形式、连接形式、承受的载荷的性质以及起重机的工作环境等因素来决定金属结构构件的许用应力。
在设计过程中主要采用许用应力法来对桥式起重机桥架金属结构进行设计。
首先用估计的桥式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行粗略的校核计算，待以上因素都达到材料的许用要求后，画出桥架结构图。
然后计算出主梁和端梁的自重载荷，再用此载荷进行桥架强度和刚度的精确校核计算。
在设计过程中参考了多种资料并且进行了实地考察,尽量利用各种条件力求能够更好的来完成此次设计。
本设计通过反复斟酌各种设计方案,认真讨论,不断反复校核,力求设计经济合理;通过采取参考前人的先进经验,力求能够有所创新；通过计算机辅绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能,力求使设计更加高效精准。
关键词: 桥式起重机；校核；许用应力AbstractThe project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. At first , I chose size assumably. Then, proofreaded the size. If the proof was not passed, must choose the size again up to pass the proof. If the proof was passed, it could carry on the specific structural design. At last, it’s plot and clean up the calculation process.Designed to make reference to the various of data in the process, make use of various paths, work hard to make use of the various of condition to complete this design in reason. I considered various design projects, discussed earnestly, calculated time after time, try hard for a reasonable design;via CAD and make reference advanced experiences, try hard for a innovatory design;via CAD, ploting and calculation can make good use of powerfull computer, try hard for a high efficiency design. I knew the various of design methods, newest machine design methods both here and abroad also found various of good data.安徽建筑工业学院毕业设计（论文）Key Words: bridge crane；proofread；allowable stress目录第一章绪论---------------------------------------------- 3 第二章桥式起重机偏轨箱型双梁桥架总体设计---------------- 52.1 基本参数-------------------------------------------- 52.2大车轴距-------------------------------------------- 52.3主梁尺寸-------------------------------------------- 52.4端梁尺寸-------------------------------------------- 62.5主、端梁的连接--------------------------------------- 6 第三章主要部分的设计------------------------------------ 73.1载荷 ----------------------------------------------- 73.2 主梁计算------------------------------------------- 103.3 端梁计算------------------------------------------ 283.4 主梁与端梁的连接------------------------------------ 43 第四章校核计算----------------------------------------- 454.1 桥架的垂直刚度-------------------------------------- 454.2 桥架的水平刚度-------------------------------------- 464.3 桥架拱度------------------------------------------- 47 总结---------------------------------------------------- 49 参考文献------------------------------------------------ 50 致谢--------------------------------------------------- 51第一章绪论起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。
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一 一一
摘要
,
一一
一
大 连 起 重 机 器 厂 研 究所
侯
屹
,
解 劲东
一一 一
A 7
一一
一
:
偏 轨箱 形 梁 是 桥 式 铸 造起 重 机广 泛 采 用 的主 梁 形式
。
工 作 级 别为 为准 则
,
级 以 上的铸造 起 重 机主
t
梁 应 进 行 疲 劳 强度计 算
— 计 算截 面对 垂 直 中性 轴的 惯 性炬 — 计算 截 面对 水 平 中性 轴 的 最 小 抗 — 弯模 量 计 算截 面 对 垂 直 中 性 轴 的 最 小抗 —
《
计 算 截 面 对水平 中 性轴 的 惯 性矩
起 皿运 输机械 》
19 9 6
(
匕
)
弯模 量
几
M 垂
’
、
M 平
’
— 性矩
端 部 计 算 截面对 水 平 中 性 轴的 惯 (
z`
m i。
① 截 面计 算 点 最 大 正 应 力
a
m。
二
= 1
.
` 1 5 (切 M
垂
/平
二
+
M :
z;
平 /平副 )
二1
.
.
1 5 ( 切 M 垂 / 甲 + M 平 /平 副 )
`
二
!P
式中 影响
二 ,
,
1
.
偏 轨箱 形 梁 和 正轨 箱形 梁 有 区 别
,
因为 这 条
K
轨 箱 形 梁 受集 中轮 压 的 影 响 较 小
梁 端 最 大 剪应 力 点 时
例 如 在 选择
。
K
形 焊 缝 而是
,
V
形
,
介于
形焊 缝
K
3
正轨 的 可 以 选 在 端 部 截 归 纳起
与 双 面 贴 角焊 缝 之 间
`
应 力集 中等 级 介 于
(
,
,
3
) 端 部 截面
“
,。 ,。
点 上的 应 力作 为 最 小应 力 绝对 值
① 仍 先 求 出该截 面计 算 点 上 应 力循 环 特 性
,
计 算 1 / 4 跨 度 处 的 截 面疲 劳强 度 时 使 满 载 小 车位 于 l / 4 跨 度 处 为 最 大 应力
a
,
v
。
=
y /a
。
。:
和
,
。
,
求 出 与最 大
r 构 件 母 材 〔 口= 与 W
相 应 的 「 丐 ]/ 丫 3 而 焊 缝
a
, :
应 力 同 一计 算 截 面 同 一 计算 点 的 应力 作 为 最 小
。
.
(W
[
:
,
。
为 非焊 接件 应 力 集 中 等 级 )
与
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,
i。
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i。
绝对 值
。
〕=
相 应 的
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,
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m
约 束 扭 转剪 应力 的 影响 很 小
可忽略 不计
计
p P
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,
= 5537 00N = 4662 00N
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,
算 简图 如 图
3
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。
丝州几 止
空载p ;
P
。
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,
小 车 轮距 起 升速 度
b = 2 50 m
:
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.
起二 6
。
.
7 2
m
/ im
。 x
,
可 计 算 出疲 劳 许 用 应
,
, I = 5 76
`
e
m
`
` 矿副 “ 5 5 6 2 5 e m
力 [a j 和 [ r 〕
。
端 部 截 面 几 何 性质
:
④ 若有
a
二
《 [。 刀
。
则 跨 中最 大 弯 矩 截
z
= 3 00 二
.
x
l o
6
e
m
`
面 的 疲 劳 验算 合 格
式中
,
:
(
2
。
这 对 于 不 论正 轨 或 偏 轨
,
/ 4 跨 度截 面 时
应 力 集 中 等级 均 可 取 为 3 K
,
但 在 选 择 疲 劳强 度计算 点
因为 正
,
在 梁 端截 面 的 集 中轮 压 作 用 点 间 的 焊 缝 应 力集 中等 级 可 取 为 焊缝 不 属 于
和
K
。
腹板 和 翼 缘 板
K
` ,
: 。
— 受 垂 直 与 水 平弯 矩
,
,
分 别为端 部 计 算 截 面 所
2
) 主 梁 1 / 4 跨 度处 截 面 应 力 计算
约 束 弯 曲和
。
已 知 计 算 参数 为
计 算点 仍 取在 副 腹 板 下 角 点
3 =p 5 3 i 6i N 34 q4 = N
,
,
主 梁 自重 载 荷 小车 轮 压 满载
2
。
4
验算 疲 劳强 度
1
经验 算
级以 上 的 焊 缝 [ 几〕都 小于 构
,
(
?
,
) 跨 中最 大弯 矩截 面
o
件母 材 的 叶 〕
,
所 以 取焊 缝的 〔几 〕进 行计 算 才 焊缝 和 构 件
,
。
① 首 先 计 算 该截 面 计 算 点 的 应 力 循 环 特 性
v 二
a
n i
安全
/
。
m
l a
的主 梁 在 跨 中 截 面 附 近 有最 大 的 正 应 力
在跨
连
为
l
,
隔 板 带 有切 角的 情况
K
3
应 力集中 等 级可 定
。
端 有 最 大 的剪 应 力
的 主 梁 都是 一 样 的 时
,
在1 / 4跨 度 截 面 内 的 正 应
,
级
,
因 此 在计算 跨 中 最 大 弯 矩 截 面 和
,
力和 剪 应 力 都 比 较 大
静 刚 度和 稳 定 性 验
因此 铸造 起 重
。
算 据 项
没 有 重 视 疲 劳强 度 的 验 算
《
机 主梁 出现 疲 劳 破 坏 的事 例 屡 见 不 鲜 起 重 机 设 计 规范
》
本 文根
50
x
的 要求
、
,
介 绍 偏 轨箱 形
45
0
梁疲 劳 强 度验 算 的 步 骤
。
方法 及 应 注 意 的 事
。
铸 造 用 的 桥 式 起 重 机 大 多 采 用偏 轨 箱 形 铸造 起 重 机 的 工 作级 别一 般 属 于
按照
《
式如 图
1
所示
。
A 7或 A S
级
,
起重 机 设 计 规 范
。 、
》
规定
,
它 的主 梁
应 进 行 疲 劳强 度验 算
,
但是 多 年 来
,
,
设 计人 员
总 只 重 视结 构 的 静强 度
,
=
几 /
.。
r 二
“
。
在 计算 点 求 出的 应 力 作
r
② 重 复 上 述 的 ② 和 ③ 过 程计 算 出 〔。 刀 和
[
r ,
。
:
和
m .
二
的绝对 值
,
。
使空 载
〕
。
小车 位于 较 远 端 极 限 位 置
a `
。
求 出与 最 大应 力 同
〔
a
,
③若 有
〕)
’
a
。:
, 。
。 二
a 〕 《 「
,
1
.
验 算 点的确 定
、 、
主 梁 的 疲 劳破 坏经 常发生 在 最 大正 应 力
最 大 剪应 力
或 者正 应 力和 剪 应 力都较大 的 位
。
按照
《
起 重 机 设 计 规范
,
》
附录
K
的规 定
,
置附 近
,
而 且 主 要 发 生在 受拉 区
,
桥式起 重 机
,
凡属 隔 板 用 双面 贴 角 连 续 焊 缝 与翼缘 和 腹 板 相
. .
n
= 0
lm
/
,
图
3
大 车运 行速 度
运=
7
3m
n /m i
= 1 29 m
/
s
① 截 面 计算点 最 大 正 应 力 和 最 大 剪 应 力最 大 正应 力
a
,
(
合比
1
.
1
) 主 梁 跨 中最 大 弯 矩 截 面 的 应 力 计 算
,
:
计算 点 取 在 副 腹 板下 角点 组 合 更 为 不利
「 】 )
’
a
。:
口
《 〔。 〕
,
,
: 二。
.
二
介」 《 仁
,
(。
二