ALOF含缺陷設(shè)備的軟件安全評定計算軟件——門式起重機主梁的角焊縫分析
1、背景介紹及模型簡化ALOF實現(xiàn)
門式起重機主梁的角焊縫是最容易出現(xiàn)裂紋擴展的區(qū)域之一，我們以此部位為例介紹ALOF確定漏檢設(shè)備檢修周期的過程。


圖1.門式起重機示意圖


圖2.門式起重機主梁參數(shù)化建模對話框與參數(shù)化模型
通過對該設(shè)備進行現(xiàn)場儀器探測和主梁模型的有限元分析，發(fā)現(xiàn)在某角焊縫處存在最大拉應(yīng)力σm=150MPa，該部位受力如下圖3所示：

圖3角焊縫模型
該角焊縫處存在一漏檢表面裂紋，以探測設(shè)備的漏檢長度作為裂紋初始長度，裂紋長度a =2mm，如下圖4所示。對該角焊接局部區(qū)域建立有限元模型，并定義初始裂紋，進行檢修周期的計算，有限元模型如圖5所示。


(a) 導(dǎo)入二維CAD模型 (b) 生成平面網(wǎng)格模型 (c)拉伸得到實體網(wǎng)格模型
圖4.角焊接區(qū)建模過程
2、計算結(jié)果展示


圖 5.角焊接處裂紋擴展結(jié)果展示




圖6.動態(tài)裂紋擴展過程gif
3、確定檢修周期。


(a) 安全系數(shù)與疲勞次數(shù)關(guān)系曲線 (b)裂紋擴展量和疲勞次數(shù)關(guān)系曲線
圖7.疲勞次數(shù)分析結(jié)果
由圖可知，該裂紋在應(yīng)力循環(huán)1.4百萬次以后，安全系數(shù)急劇變小，疲勞次數(shù)也趨于一極限值，此時結(jié)構(gòu)將發(fā)生破壞，而裂紋擴展前十步的疲勞次數(shù)達到總壽命的95%以上，故取該疲勞次數(shù)來確定檢修周期，根據(jù)國內(nèi)外實踐經(jīng)驗通常取疲勞擴展次數(shù)的十分之一作為檢修周期，所以該設(shè)備的檢修周期為：
檢修周期=1.46百萬次÷每日使用次數(shù)200÷一年365天÷保守系數(shù)10=2年