趙為健 郝兆波

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，大型起重機(jī)被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)上，其在在為工業(yè)發(fā)展提供便利的服務(wù)的同時(shí)，我們也應(yīng)該看到其自身問(wèn)題。起重機(jī)作為一種機(jī)械，在運(yùn)行的過(guò)程中，難免會(huì)后受到外部環(huán)境和工礦的的影響，特別是局部動(dòng)力效應(yīng)的影響，而出現(xiàn)磨損或是零部件損壞問(wèn)題。長(zhǎng)期下去勢(shì)必會(huì)減少起重機(jī)的使用壽命，給企業(yè)帶來(lái)一定損失，對(duì)局部動(dòng)力效應(yīng)影響下的大型起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)勢(shì)在必行。本文主要從局部動(dòng)力效應(yīng)影響下的大型起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)重要性、對(duì)大型起重機(jī)隨機(jī)地震進(jìn)行分析等方面，對(duì)局部動(dòng)力效應(yīng)影響的大型起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)進(jìn)行相應(yīng)分析。

中圖分類號(hào)：TU311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程不斷的加快，大型起重機(jī)的滿載率也在不斷的加大，其工作繁忙程度也在不斷的加重，一些起重機(jī)在處在高應(yīng)力水平工作，甚至超出了其應(yīng)力水平，這對(duì)那些大型老齡化起重機(jī)來(lái)說(shuō)是比較危險(xiǎn)的，隨時(shí)都會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，甚至給企業(yè)和社會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，尤其是在局部動(dòng)力效應(yīng)作用下的大型起重機(jī)更加危險(xiǎn)。在這種情況下，就應(yīng)該對(duì)局部動(dòng)力效應(yīng)影響下的大型起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，以避免造成不必要的損失。大型起重機(jī)安全壽命問(wèn)題變得越來(lái)越重要。如何更好的對(duì)局部動(dòng)力效應(yīng)響應(yīng)下的大型起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，已經(jīng)成為相關(guān)部門(mén)值得思索的事情。

1局部動(dòng)力效應(yīng)影響下的大型起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)重要性

大型起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)問(wèn)題，一直是工程研究人員研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。畢竟起重機(jī)是石油化工、建筑、水電力以及機(jī)械等行業(yè)必不可少的設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和改革開(kāi)放的不斷深入，國(guó)外的一些新舊起重機(jī)設(shè)備被引進(jìn)國(guó)內(nèi)。因其實(shí)際工作荷載與實(shí)際工作壽命有一定差距，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)一定偏差，致使一些設(shè)備的更新及報(bào)廢時(shí)間沒(méi)有同意的標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)中有的設(shè)備已經(jīng)工作了多年，其使用壽命及報(bào)廢時(shí)間是現(xiàn)代企業(yè)急切關(guān)注的事情。對(duì)于起重機(jī)安全工作壽命來(lái)說(shuō)，就是指其在運(yùn)行一段時(shí)間后，起重機(jī)損傷已經(jīng)累積到一定程度之前，仍能進(jìn)行正常工作的時(shí)間，在一定程度上是取決于其金屬結(jié)構(gòu)的破壞。一旦起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的破壞，起重機(jī)就會(huì)出現(xiàn)及其嚴(yán)重的后果。如，起重機(jī)在建筑工地進(jìn)行施工的過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)重機(jī)倒塌事故，影響建筑施工企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和給人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)一定隱患。要知道我國(guó)是人口大國(guó)，每一年都會(huì)進(jìn)行各種建筑和施工，在這對(duì)起重機(jī)的需求量越來(lái)越大，隨著起重機(jī)數(shù)量的增多，起重機(jī)的事故也隨之增多，在企業(yè)人員傷亡事故中的比例也呈逐年上升的趨勢(shì)。其技術(shù)結(jié)構(gòu)支付在，一旦在局部動(dòng)力效應(yīng)的作用下就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)裂紋，甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂事故。在這種情況下，有必要對(duì)大型起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，以避免不必要的損失。

2對(duì)大型起重機(jī)隨機(jī)地震和局部動(dòng)力進(jìn)行分析

2.1對(duì)大型起重機(jī)隨機(jī)地震進(jìn)行分析

正常情況下，要對(duì)要對(duì)動(dòng)力效應(yīng)影響下的大型起重機(jī)進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)，應(yīng)該對(duì)起重機(jī)進(jìn)行隨機(jī)分析，對(duì)起重機(jī)的局部動(dòng)力效應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)分析，并用相應(yīng)公式推算出起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)公式以及 動(dòng)力效應(yīng)對(duì)起重機(jī)壽命預(yù)測(cè)的影響。隨機(jī)地震公式為：

m ?+cy+ky=-mexg其中m是指質(zhì)量陣，c是指阻尼陣，k是指剛度陣，xg是指地面加速度，而e則是指慣性力列矢量。

對(duì)于e來(lái)說(shuō)，其在三維自由度對(duì)應(yīng)的元素中屬于非零元素，在三轉(zhuǎn)角自由度上對(duì)應(yīng)元素為零元素。正常情況下，當(dāng)e中的非零元素值為42.5時(shí)，其動(dòng)力是放大的系數(shù)。在對(duì)隨機(jī)地震進(jìn)行相應(yīng)分析的時(shí)候的，只需要給出地面加速度的功率譜密度，就能對(duì)起重機(jī)的地震響應(yīng)統(tǒng)計(jì)概率進(jìn)行相應(yīng)分析。但是值得注意的使這其中加速度的功率譜密度事實(shí)上一個(gè)虛擬的簡(jiǎn)諧加速度，其能求出隨機(jī)地震位移譜密度。當(dāng)?shù)卣鹞灰七_(dá)到最大值的時(shí)候，其能確定期望值與標(biāo)準(zhǔn)差，并在此基礎(chǔ)上對(duì)慣性力列矢量進(jìn)行分析，進(jìn)而得到地面結(jié)構(gòu)為42.5m時(shí)的加速度。

2.2對(duì)局部動(dòng)力進(jìn)行分析

因起重機(jī)是由桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其以曲變形為主，在對(duì)每一個(gè)單元進(jìn)行相應(yīng)分析的時(shí)候，都應(yīng)該著重考慮單元局部動(dòng)內(nèi)力的影響。正常情況下，其是以限元法為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)節(jié)點(diǎn)都是量地作用在節(jié)點(diǎn)上的。因此，梁的單元驅(qū)動(dòng)方程為：

（EJy"）"+my+cy=0。在上述公式的基礎(chǔ)上還要對(duì)單元梁進(jìn)行假設(shè)，并假設(shè)出梁?jiǎn)卧獌?nèi)中一點(diǎn)位移，其公式為：Y(x,t)=W(x,t)+nδ。其中W(x,t)是指局部動(dòng)力位移，δ是指梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)位移列矢量，n是指形函數(shù)矩陣。正常情況下，常將W(x,t)的影響忽略不計(jì)，但是可以將其代入（EJy"）"+my+cy=0中，算出單元局部動(dòng)力，以便更好的算出起重機(jī)動(dòng)力相應(yīng)及局部動(dòng)力計(jì)算。在對(duì)起重機(jī)動(dòng)力相應(yīng)及局部動(dòng)力計(jì)算的時(shí)候，可以將起重機(jī)看作一個(gè)梁?jiǎn)卧到y(tǒng)，在對(duì)動(dòng)力值進(jìn)行極端的時(shí)候，可以將時(shí)間定為8s，可以計(jì)算出當(dāng)主梁跨中時(shí)，其撓度最大，其危險(xiǎn)性也最大。從上述分析中可以看出局部效應(yīng)對(duì)壽命預(yù)測(cè)是有一定影響的。

3結(jié)語(yǔ)

就目前來(lái)看，對(duì)大型起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)是十分必要的。畢竟起重機(jī)在常在不同環(huán)境下進(jìn)行工作，受局部效應(yīng)的影響在一定程度上會(huì)減少自身壽命。一旦起重機(jī)在已經(jīng)出現(xiàn)故障的情況下仍然進(jìn)行進(jìn)行相應(yīng)的工作，而又不知道起重機(jī)壽命，也沒(méi)有對(duì)起重機(jī)剩余壽命進(jìn)行評(píng)估。在這種情況下，很可能出現(xiàn)安全隱患。其不僅會(huì)給企業(yè)帶來(lái)一定損失，同時(shí)也會(huì)危害人們生命健康。要想保證起重機(jī)正常運(yùn)行，避免不必要的損失，就應(yīng)該對(duì)起重機(jī)壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣可以知道起重機(jī)壽命，當(dāng)起重機(jī)已經(jīng)老化到一定程度，可以不使用，避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

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