摘要：为了分析起重机运行过程中轨道连接处缺陷对金属结构冲击系数的影响,通过正、余弦函数分别模拟高低缺陷和间隙缺陷所引起的不平度,并提出起重机越过轨道缺陷过程的动力学模型。理论推导起重机通过轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷时的运行冲击系数方程,并将其与GB/T3811:2008和ISO8686—1:2012中方法进行形式和结果的比较,从而证明理论推导结果的正确性。基于起重机车轮尺寸及两种轨道缺陷不平度函数,分析轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷发生耦合作用的临界条件,结果表明高低缺陷在冲击过程中起主要作用,二者同时存在时可忽略间隙缺陷影响。通过试验测试满载工况下无轨道缺陷和7mm高低缺陷时主梁最危险点的应变时间历程,并计算危险点的最大应力;将理论推导的运行冲击系数应用到有限元模型中,计算在无轨道缺陷和7mm轨道高低缺陷时对应测点的最大应力值,有限元分析结果与试验测试相对误差为2.63%,从而通过工程试验验证运行冲击系数理论推导的正确性。分析轨道缺陷对起重机剩余寿命的影响发现,起重机的临界裂纹长度、疲劳剩余寿命均随着轨道高低缺陷增大而减小,而影响度随着轨道缺陷增大而增大,轨道高低缺陷增大会使运行冲击系数增大且导致起重机主梁剩余寿命降低。

摘要：针对某型叉车行驶时座椅处振动强烈的性能缺陷开展研究,结合多体动力学方法,充分考虑叉车车架为空间柔性体以及路面对叉车动态性能的影响,建立基于约束刚柔耦合的叉车动力学模型,进行叉车行驶时动态特性仿真与评价。根据相关试验结果验证理论模型与仿真模型的正确性。在此基础上,针对座椅垂直振动对叉车的整车系统提出改进设计的措施:转向桥采用转轴为椭圆形且支座内有橡胶垫块的弹性铰接以及护顶架通过4处橡胶垫块与车架相连接,发动机盖铰接在护顶架上,座椅安装在发动机盖上,将发动机通过两处橡胶垫块(隔振垫)与车架连接。对改进后的整车系统在相同条件下进行仿真并通过试验加以验证,结果表明,叉车整车系统结构修改以后,其基频及座椅振动频率降低,振动能量减小,研究结论对叉车的整车开发或部件的振动性能优化具有一定的实用价值。

摘要：为了分析土基和沥青面层材料的横观各向同性特性对半刚性基层沥青路面结构的影响,基于建立的横观各向同性沥青路面设计理论,运用编制的基于该理论解的路面结构分析程序ANISOLAYER,利用沥青面层及土基横观各向同性特性,对半刚性基层沥青路表(路表面)弯沉进行了研究。同时运用ANISOLAYER程序分析了在不同厚度沥青面层及不同半刚性基层弹性模量情况下,土基横观各向同性特性对路面结构关键性设计指标的影响(路表弯沉、半刚性基层底部拉应力及路基顶部压应变,沥青层底应变为压应变或较小的拉应变,故未考虑)。研究结果表明:无论是面层还是土基,其各向异性度(水平弹性模量与垂直弹性模量之比)对路表弯沉的影响曲线变化趋势是一致的;随着土基水平模量的增加,延长了路面的寿命;随着半刚性基层弹性模量的增大,土基水平模量的变化对路表弯沉及基层底部拉应力的敏感性将降低,对路基顶部压应变的敏感性更加显著,但其绝对值较小。

摘要：为了分析碎石材料横观各向同性特性对沥青路面结构设计的影响,评价其使用特性,运用状态空间理论,基于横观各向同性层状弹性体系理论解,使用路面结构分析程序ANISOLAY-ER,对基于土基和碎石类材料横观各向同性特性的路面结构设计进行了分析,给出了5种典型沥青路面结构三层体系设计诺谟图,并对一碎石基层沥青路面结构厚度进行了程序化设计。结果表明:在考虑沥青路面关键性设计指标的情况下,对于碎石基层沥青路面结构,沥青层底部拉应变和路表弯沉都普遍比容许值小50%左右,其控制设计指标主要为路基顶部的压应变,车辙为其主要破坏模式。

摘要：针对当前起重机本质安全所面临的监测力度差、能力指标单一、数据利用率不高导致承载能力评估效率低、评估结果不够全面的问题,本着“虚实互控-互调-互补”的思想,提出面向起重机结构承载能力评估的数字孪生系统构建方法。从设备服役场景出发,结合数字孪生五维模型,设计起重机结构承载能力数字孪生框架;以多指标下的结构承载能力动态综合评估方法为支撑,围绕虚实映射、数据交互与服务交互,分层分级阐述结构承载能力数字孪生系统构建方法;从模块内聚,功能集成的角度,搭建数字孪生系统平台。以YDC20/30轻小型移动式起重机为例,验证了所提方法及系统的有效性,为及时精准判断起重机服役过程中的安全性提供了一种新途径、新策略。

摘要：起重机载荷谱是其疲劳剩余寿命计算和安全评估的主要影响因素之一。针对载荷谱的随机性、不确定性及数据样本有限的问题,提出自适应双层果蝇相关向量机(ADRVM)的起重机当量载荷谱预测方法。以混合核函数为基础,将自适应步长的果蝇算法直接应用于相关向量机(RVM)核参数的优化选择中,同时为避免人为因素的影响,提出自适应双层果蝇算法对自适应步长的附加参数进行选取,从而克服了单一核函数下RVM的局限性,解决了自适应步长引起的附加参数的选取没有理论公式和有效依据的问题,提高了预测精度与鲁棒性。用ZLJ5551JQZ110V汽车起重机的小样本载荷谱对提出的方法进行验证。结果表明,在训练特性及预测精度方面,所提方法均优于粒子群优化算法的相关向量机、v-SVRM和LMBP神经网络。

摘要：针对桥式起重机安全状态评估结果难以量化的问题,为了更全面合理的评价桥式起重机安全状态,提出一种改进的模糊层次分析法。通过分析桥式起重机结构特点,构建桥式起重机安全评价指标体系,利用层次分析法确定指标权重,改进模糊层次分析法,引入信心指数对各级指标进行评价,并利用正态分布隶属函数构建评价矩阵,最终对桥式起重机进行安全状态评价,评价结果与实际情况相符,为桥式起重机安全状态评估提供了一种新方法。

摘要：目前,国产通用桥式起重机系列尚未采用参数化设计系统,既不能将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来,也不能发挥出CAD/CAM的优势。为此,本文采用许用应力和极限状态设计法分别对通用桥式起重机进行结构分析,建立优化数学模型,采用正交网格法进行参数优化,通过对优化结果的分析,得出2种设计方法的异同性和优劣性。同时优化结果作为二维参数绘图的输入参数,驱动参数绘图软件直接绘图,开发成功一套通用桥式起重机结构CAD软件,实现设计绘图的自动化。

摘要：起重机是八大特种设备之一,其结构设计的合理性对于设备安全运行、提质增效至关重要。为此,提出了一种基于结构功能衍生系数的桥式起重机金属结构优化设计方法。首先,利用解释结构模型准确描述了起重机不同零部件之间的相互作用和影响关系,分析了起重机结构的复杂性,识别出对起重机金属结构强度影响较大的参数并对其进行优化设计;其次,在有限元仿真的基础上,将结构功能衍生系数与拟合函数相结合,寻找出最佳的设计参数组合;最后,以300/100 t-30 m通用桥式起重机为工程实例,通过仿真使整机的质量减小了2 035.113 kg,验证了所提方法的有效性。基于结构功能衍生系数的起重机金属结构优化设计方法,解决了传统的优化方法中忽略了起重机各零部件之间复杂的相互作用的问题,可在确保起重机服役安全性的基础上实现其金属结构的轻量化设计。

摘要：针对传统设计中因采用理论与经验相结合的方法而导致的桥式起重机主梁设计周期长、截面尺寸大、材料利用率低及设计成本与制造成本高等问题,提出以优势互补为理念的串行算法,即采用2种算法循环执行多次,直到满足输出要求。充分利用遗传算法(genetic algorithm,GA)全局快速收敛,人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm,AFSA)在小变量范围中求解精度较高、稳定性好等优势,通过在AFSA中增加缩小变量范围模块来构建AFSA-GA串行算法。选用3种类型测试函数对AFSA-GA进行可行性验证,并将AFSA-GA应用于50 t/22.5 m的桥式起重机主梁轻量化设计,以验证该串行算法的实用性。结果表明AFSA-GA在求解精度、收敛速度、鲁棒性方面满足工程实际要求,且具有适用性。工程实证表明AFSA-GA串行算法可应用于桥式起重机主梁轻量化设计,可达到缩短设计周期、减小截面尺寸及提高材料利用率的目的。