一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法技术

本发明专利技术提供了一种大型吊梁杆梁螺栓连接区域局部结构校核方法，包括S1、构建吊梁杆梁模型和吊装重物模型，并分析整其起吊过程的动态响应；S2、针对吊梁杆梁模型中节梁与节梁螺栓连接区域，建立包含连接螺栓在内耦合模型；S3、改变耦合模型的螺栓预紧力大小，筛选出对应最大值应力幅的预紧力；S4、查询钢结构的应力寿命曲线，并根据吊梁杆梁模型对钢结构的应力寿命曲线进行修正得到吊梁杆梁模型的应力寿命曲线；S5、采用GOODMAN公式对吊梁杆梁模型的应力寿命曲线中的应力幅的均值进行修正，并计算起吊过程中的每个应力幅产生的总损伤；S6、根据总损伤进行吊梁疲劳寿命校核。本发明专利技术模拟了吊梁真实的起吊过程，对于吊梁的安全性分析与设计具有重要的意义。分析与设计具有重要的意义。分析与设计具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法


[0001]本专利技术涉及建筑吊梁的
，具体涉及一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法。

技术介绍

[0002]吊梁(包括承载梁及连接索具)是对被吊物吊运的专用横梁吊具。吊梁使用前首先目视横梁梁体有无变形、裂纹、焊缝开焊等异常现象。试吊过程要满足负载的运行路线，环境条件，确定起升和放升位置，对有影响起吊一律不能吊运，对于主吊梁配备的品尔优索具(T8级高强合金链条)，使用时不能变位、打结。试吊过程中，梁体负载有异常响声、变形、裂纹立即停止试吊。因此在吊梁使用前对其承载情况是很有必要的。
[0003]现有技术中，通常是建立吊梁杆梁模型，通过有限元静态分析方法，对大型吊梁进行静载分析，但是通过杆梁系统简化吊梁桁架结构进行校核分析时，结构应力偏差较大，并且由于吊梁模型中无法体现螺栓连接区域局部结构，未考虑对结构安全性至关重要的螺栓预紧力大小。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法，以解决现有技术中对大型吊梁进行静载分析，且未考虑螺栓预紧力大小对吊梁模型的影响的问题。
[0005]本专利技术提供了一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法，包括：
[0006]S1、构建吊梁杆梁模型和吊装重物模型，结合吊梁杆梁模型和吊装重物模型并分析其起吊过程的动态响应；
[0007]S2、针对所述吊梁杆梁模型中节梁与节梁螺栓连接区域，建立包含连接螺栓在内的实体单元与杆梁单元的耦合模型；
[0008]S3、改变所述耦合模型的螺栓预紧力大小，筛选出对应最大值应力幅的所述预紧力；
[0009]S4、查询所述吊梁杆梁模型中采用的钢结构的应力寿命曲线，并根据所述吊梁杆梁模型对所述钢结构的应力寿命曲线进行修正得到吊梁耦合模型的应力寿命曲线；
[0010]S5、采用G00DMAN公式对所述吊梁耦合模型的应力寿命曲线中的应力幅的均值进行修正，并计算起吊过程中的每个应力幅产生的总损伤；
[0011]S6、根据所述总损伤进行吊梁疲劳寿命校核。
[0012]可选地，所述构建吊梁杆梁模型，包括：
[0013]构建包括节梁、端部节梁、吊耳的吊梁杆梁模型，所述节梁和吊耳采用杆梁单元，所述节梁与节梁之间、吊耳与节梁之间均采用绑定连接关系。
[0014]可选地，所述改变所述实体单元耦合模型的螺栓预紧力大小，筛选出所述预紧力匹配最大值的应力幅，包括：
[0015]改变所述螺栓预紧力大小，分别计算100％预紧力大小、60％预紧力大小及25％预紧力大小的情况，筛选出对应最大值应力幅的所述预紧力。
[0016]可选地，所述采用GOODMAN公式对所述吊梁杆梁模型的应力寿命曲线中的应力幅的均值进行修正，包括：
[0017]所述修正的公式为：
[0018](S
a
/S
n
)+(S
m
/S
u
)＝1
[0019]其中，Sn为零均值的等效应力幅值，Sa为应力幅值，Sm为应力幅值的均值，Su为所述吊梁杆梁模型中所选钢材的抗拉强度。
[0020]可选地，所述根据所述总损伤进行吊梁疲劳寿命校核，还包括：
[0021]所述吊梁疲劳寿命的年数计算公式为：
[0022][0023]其中，D为所述总损伤。
[0024]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术通过建立吊梁杆梁模型和吊装重物模型，结合所述吊梁杆梁模型和吊装重物模型模拟了吊梁真实的起吊过程，同时考虑了对结构安全性至关重要的螺栓预紧力大小，以此对吊梁疲劳寿命进行了真实模拟，对于吊梁的安全性分析与设计具有重要的意义。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术中吊梁杆梁模型示意图；
[0030]图3为本专利技术中吊梁杆梁模型的吊起过程中承受动态载荷的应力分布示意图；
[0031]图4为本专利技术中吊梁杆梁模型的应力最大点起吊过程中的应力时程曲线示意图；
[0032]图5为本专利技术中实体单元耦合模型的部分示意图；
[0033]图6为本专利技术中疲劳校核点的时程曲线图；
[0034]图7为本专利技术中整体结构的应力寿命曲线图。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本专利技术实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。
[0036]参见图1，本专利技术提供了一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法，包括：
[0037]S1、构建吊梁杆梁模型和吊装重物模型，结合吊梁杆梁模型和吊装重物模型并分析整其起吊过程的动态响应；
[0038]参见图，2，本实施例中，通过有限元软件建立大型吊梁模型，吊梁总长约为80米，包含12个6米长的单节梁及2个端部节梁，其材料为20#刚及Q345钢材，杨氏模量为210GPa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3，节梁与吊耳采用杆梁单元，节梁与节梁之间、吊耳与节梁之间都采用绑定连接关系，边界条件设置为固定约束吊耳最上面的节点；模型共划分5275个单元；
[0039]考虑到吊梁起吊重物的过程是一个动态过程，在起吊过程中，吊梁会受到动载荷的作用，吊装重物的质量分布不同，吊梁所承载的动载荷也有所不同，所以本专利根据实际情况，建立了一个质量分布不均匀的重物，通过对重物施加一个初速度，而后控制起吊时间，模拟吊梁吊装过程的动态响应；重物的初速度为行车的起吊速度0.1m/s，，如图3所示为吊梁起吊过程承受动态载荷的应力分布，节梁上最大Mises应力为54.7MPa。图4所示为吊梁应力最大点起吊过程中的应力时程曲线，由图可见，在起吊后约0.7s瞬间应力出现最大峰值，随后应力衰减直至平衡。
[0040]S2、针对所述吊梁杆梁模型中节梁与节梁螺栓连接区域，建立包含连接螺栓在内的实体单元与杆梁单元的耦合模型；
[0041]参见图5，本实施例中，根据前述起吊过程的分析结果，结合吊梁使用过程出现的一些开裂问题，螺栓连接区域往往是吊梁的薄弱区域。因此，以节梁与节梁螺栓连接区域为对象，建立一段包含连接螺栓在内的精细有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法，其特征在于，包括：S1、构建吊梁杆梁模型和吊装重物模型，结合吊梁杆梁模型和吊装重物模型并分析其起吊过程的动态响应；S2、针对所述吊梁杆梁模型中节梁与节梁螺栓连接区域，建立包含连接螺栓在内的实体单元与杆梁单元的耦合模型；S3、改变所述耦合模型的螺栓预紧力大小，筛选出对应最大值应力幅的所述预紧力；S4、查询所述吊梁杆梁模型中采用的钢结构的应力寿命曲线，并根据所述吊梁杆梁模型对所述钢结构的应力寿命曲线进行修正得到吊梁耦合模型的应力寿命曲线；S5、采用GOODMAN公式对所述吊梁耦合模型的应力寿命曲线中的应力幅的均值进行修正，并计算起吊过程中的每个应力幅产生的总损伤；S6、根据所述总损伤进行吊梁疲劳寿命校核。2.根据权利要求1所述的大型吊梁螺栓连接区域局部结构校核方法，其特征在于，所述构建吊梁杆梁模型，包括：构建包括节梁、端部节梁、吊耳的吊梁杆梁模型，所述节梁和吊耳采用杆梁单元，所述节梁与节梁之间、吊耳与节梁之间均采用绑定连接关系。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雪，陈千婷，文蕾，唐勇，戴远钘，
申请(专利权)人：吉林重通成飞新材料股份公司，
类型：发明
国别省市：