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隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，服役多年的大型港口設(shè)備仍然在高負(fù)荷下工作，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)本身存在一定缺驗(yàn)，在多年的高負(fù)荷作用下，必然會發(fā)生缺陷擴(kuò)展及新的缺陷，因此存在大量的安全性問題，而對這些設(shè)備除了要進(jìn)行受力強(qiáng)度分析外，還要對其進(jìn)行深人的含缺陷安全性分析，并提出相應(yīng)的加固和改進(jìn)方案。本研究就港口典型大型裝卸設(shè)備—裝船機(jī)進(jìn)行了初步分析，確定其關(guān)鍵部位為伸縮梁和主梁，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的有限元分析，基于此分析為下一步現(xiàn)場缺陷測試的布點(diǎn)、安全性評定等提供依據(jù)和理論分析數(shù)據(jù)，最后提出了有效的加固改進(jìn)方案。
伸縮梁為梁板混合結(jié)構(gòu)，平行的2根工字梁的下翼緣由若干桿件聯(lián)接在一起。為了精確地反映局部的應(yīng)力分布情況，在進(jìn)行有限元分析建模時(shí)，把2側(cè)工字梁處理成板單元，聯(lián)接下翼緣的桿件作為梁單元。產(chǎn)生了一個(gè)梁板混合有限元計(jì)算模型。
本次計(jì)算的目的是結(jié)構(gòu)安全評定，不同于設(shè)計(jì)計(jì)算，故計(jì)算工況只考慮正常滿載和空載2種，以便找出正常狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力，從而找出高應(yīng)力區(qū)及該處的最大應(yīng)力幅，為安全評估提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。2種工況下的載荷工況詳細(xì)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果表明，主梁的總體應(yīng)力水平不超過100MPa是安全的，局部區(qū)域特別是前支撐輪牛腿的根部，由于應(yīng)力集中產(chǎn)生局部應(yīng)力偏高，需作單獨(dú)詳細(xì)分析。
該部分為主梁受力最大的關(guān)鍵部位，特別是牛腿根部多次出現(xiàn)故障。為了對該部分的應(yīng)力分布，特別是牛腿根部及立柱上端的應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行精確的分析，截取牛腿、立柱及與之相關(guān)的上橫梁、主梁上下弦桿利用板單元建立有限元計(jì)算模型，并在高應(yīng)力區(qū)采取網(wǎng)格局部加密的措施提高計(jì)算精度。
為了加固牛腿根部，還提出了在牛腿根部增加2塊筋板的改造方案。為了考察效果，對此也同樣進(jìn)行了分析計(jì)算。
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