[发明专利]基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法

权利要求书

1.一种基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，利用三维统计方法，通过建立三维统计模型，对应力幅值和应力均值进行按工况分类的分仓统计，再根据应力幅值和应力均值统计量，计算每个工作循环的岸桥结构疲劳损伤，并修正应力-寿命曲线，预估岸桥剩余使用寿命；其特征在于：所述的岸桥一个工作循环内所装卸的集装箱质量、应力幅值和应力均值是利用岸桥小车吊载参数对岸桥工作循环进行划分，采集一个周期内岸桥随小车运动的小车挂载值L，以及各个测定的应力值S；再通过仿真获得各个测点的基础应力-寿命曲线；利用极限应力方程得到任意循环特性下的应力-寿命曲线；通过分析得到岸桥一个工作循环内所装卸的集装箱质量、应力幅值和应力均值；其中，

所述的利用岸桥小车吊载参数对岸桥工作循环进行划分通过以下方式确定：

以小车装货和卸货过程中载荷的变化率表达式为：

式中，LS为小车吊具自重，LB为装载集装箱重量，t为时间；随着岸桥小车的运动，当记录下4次载荷交替变化率大于2后，记为岸桥的一个运动周期；

所述的采集一个周期内岸桥随小车运动的小车挂载值L，通过以下方式确定：

挂载值表达式为：

L＝LS+LB (2)。

2.如权利要求1所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的建立三维统计模型是以装卸集装箱的质量为工况参数，建立三维统计模型，对应力幅值和应力均值进行按工况分类的分仓统计。

3.如权利要求2所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的分仓统计是对岸桥一个工作循环内所装卸的集装箱质量、应力幅值和应力均值进行分仓统计，得到应力幅值和应力均值统计量。

4.如权利要求3所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的应力幅值和应力均值统计量，主要指各个工况分段内，以应力幅值为X轴，应力均值为Y轴，工作循环次数为Z轴的基于工况的统计。

5.如权利要求1所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法包含以下步骤：

1)利用岸桥小车吊载参数对岸桥工作循环进行划分；

2)采集一个周期内岸桥随小车运动的小车挂载值L，以及各个测定的应力值S；

3)通过仿真获得各个测点的基础应力-寿命曲线；

4)利用极限应力方程得到任意循环特性下的应力-寿命曲线；

5)对岸桥一个工作循环内所装卸的集装箱质量、应力幅值和应力均值进行分仓统计；

6)根据应力幅值和应力均值统计量，计算每个工作循环的岸桥结构疲劳损伤，并修正应力-寿命曲线，预估岸桥剩余使用寿命。

6.如权利要求1所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的通过仿真获得各个测点的基础应力-寿命曲线是利用一定数量的现场采集数据和岸桥结构参数，作为仿真的基础参数，且在仿真的基础上，通过现场实测数据与仿真参数的比对优化仿真参数设置，获得各个测点的基础应力-寿命曲线。

7.如权利要求1所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的利用极限应力方程得到任意循环特性下的应力-寿命曲线是通过以下方式确定：

极限应力方程的表达式为

其中S_Ra为循环特性为R的疲劳极限幅值，S_Rm循环特性为R下的疲劳极限均值，S_-1为对称循环(R＝-1)时的疲劳极限，S_b为结构材料的抗拉强度；

循环特性R的表达式为：

循环特性为R的疲劳极限幅值表达式为：

循环特性为R下的疲劳极限均值表达式为：

其中S_max为一个周期循环内的最大应力值，S_min为一个周期循环内的最小应力值。

8.如权利要求1所述的基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，其特征在于：所述的对岸桥一个工作循环内所装卸的集装箱质量、应力幅值和应力均值进行分仓统计是以装卸集装箱的质量为工况参数，建立三维统计模型，对应力幅值和应力均值进行按工况分类的分仓统计；所述应力幅值和应力均值统计量，主要指各个工况分段内，以应力幅值为X轴，应力均值为Y轴，工作循环次数为Z轴的基于工况的统计。