[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

说明书

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。本发明能够用于岸桥疲劳损伤计算，并能够根据统计图表反演出该岸桥整个生命周期的工作情况，且能够很好的满足工程应用要求。

技术领域

本发明涉及到一种岸桥起重机的机械性能确定方法，尤其是指一种基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法，该种一种基于统计模型的岸桥起重机疲劳损伤的确定方法可有效地将岸桥结构疲劳寿命的计算需要解决三个关键性的问题统一起来，准确计算起重机疲劳损伤；属于岸桥起重机设计制造技术领域。

背景技术

岸桥起重机(简称岸桥)是港口前沿装卸集装箱船舶的专业起重机械，岸桥起重机由于处于港口装卸作业生产和特殊的环境下，是工作十分频繁的起重机械，其载荷复杂多变，动态特性显著。为了适应日益繁忙的装卸生产要求，提高装卸能力，其发展趋势朝着结构尺寸大、自重大、起重量大、起重速率快的方向发展。在岸桥起重机的装卸过程中，其金属结构直接承受循环载荷的作用，结构疲劳破坏的情况时有发生。由于疲劳破坏是一种脆性破坏，具有突然性，所以岸桥起重机结构一旦破坏，可能造成较为严重的后果。因此，准确计算起重机疲劳损伤，是延长岸桥使用寿命，保证岸桥安全运行的重要因素之一。

传统的对于岸桥结构疲劳寿命的计算需要解决三个关键性的问题。关键问题一是,必须掌握金属结构所受载荷谱或应力谱；关键问题二是，当金属结构出现疲劳时，其疲劳累积效应的确定方法和评估方式；关键问题三是，如何根据现有参数评估岸桥结构的安全状态，以及如何预估岸桥剩余的疲劳使用年限。上述三个关键性问题一般只在疲劳结构仿真中使用；在工程实时难度大、误差大；因此急需一种方法能够在满足误差精度要求的前提下，进行疲劳损伤计算，且能够满足实际工程中的应用需求。。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201910356230.4，名称为“一种起重机疲劳分析系统及分析方法”，申请人为：温州市特种设备检测研究院的发明专利，该专利公开了一种起重机疲劳分析系统及分析方法，基于作业流程的静态测试与随机动态测试相结合，建立起重机结构随机疲劳寿命智能评估系统；进行基于有限元仿真分析的起重机结构疲劳源定位及应力修正；将低于疲劳极限的载荷循环计入载荷谱，采用分段线性损伤累积理论评估结构疲劳寿命和安全。

2、专利号为CN201910687253.3，名称为“一种量化起重机吊臂疲劳损伤等级的分析方法”，申请人为：河海大学的发明专利，该专利公开了一种量化起重机吊臂疲劳损伤等级的分析方法，首先确定起重机悬臂的疲劳损伤划分标准，并获取各等级的起重机悬臂动力响应；接着分别进行双谱分析，提取主特征值；然后根据主特征值构造正态云基准模型；最后将要求测量的起重机吊臂的主特征值与正态云基准模型进行对照，划分损伤程度等级。

3、专利号为CN201910633189.0，名称为“一种基于刚柔耦合的起重机臂架疲劳确定方法”，申请人为：南京理工大学的发明专利，该专利公开了一种基于刚柔耦合的起重机臂架疲劳确定方法，包括：步骤1、臂架有限元模型的建立；步骤2、获取臂架在单位载荷作用下的应力分布；步骤3、获取臂架MNF文件；步骤4、建立起重机臂架-卷筒-钢丝绳刚柔耦合模型；步骤5、臂架不同工况载荷时间序列和臂架应力谱的获取；步骤6、计算臂架疲劳寿命结果。

通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及了起重机疲劳的计算方式，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利都无法对疲劳损伤模型的计算进行反馈，无法修正模型建立时的误差，尤其是如何将前面所述的三个关键性问题结合起来，准确计算岸桥起重机疲劳损伤，没有加以考虑，所以前面所述的问题仍然存在，仍有待进一步加以研究改进。

发明内容