工程钻机桅杆的可靠性分析评价研究
随着工程钻机的运用条件日趋苛刻，其桅杆在运用过程中出现的疲劳裂纹失效问题日益突出，已成为制约工程钻机发展的重要因素。因此急需一种桅杆结构可靠性分析和延寿方案，使桅杆达到4000小时的安全使用要求具有重要的工程意义。 本论文结合三一公司提出的建议与要求，以工程钻机桅杆为研究对象，对桅杆结构进行有限元仿真分析，并且以试验测试和结构改进为侧重点，对工程钻机进行动应力和载荷谱试验，以期获得桅杆的应力谱、载荷谱以及桅杆的疲劳可靠性评估结果。 本论文具体的研究工作如下:首先基于动力学和有限元软件仿真分析，确定桅杆结构的测试方案和改进方法;接着采用电阻应变片对三种结构进行动应力测试，对测试数据加以统计分析，编制出应力谱，采用S-N曲线和Miner线性疲劳累积损伤准则推断出4000小时设计寿命下的损伤等效应力幅，对原结构、局部改进结构和新型箱体结构进行疲劳可靠性评估，确定结构改进延寿方案，并且借助Origin软件，对应力谱进行函数模型拟合，全面了解应力谱母体的分布形态;然后，在载荷识别时，为了提高测力传感器的精度，利用三维建模软件Solidworks、网格划分软件HyperMesh和有限元分析软件确定测力连接板的新结构以及载荷识别部位;最后通过三次载荷标定试验、准静态载荷识别方法和载荷试验测试，编制出工程钻机的实测载荷谱，比较试验获得的载荷幅值与理论分析的结果。
工程钻机;桅杆;有限元计算;疲劳强度;可靠性分析
北京交通大学
硕士
机械工程
刘志明
2013
中文
TH122
99
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）