升降车损伤臂节疲劳剩余寿命可靠性分析实现步骤    中山小榄升降车出租
来源: admin   发布时间: 2017-11-27   1239 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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      升降车损伤臂节疲劳剩余寿命可靠性分析实现步骤   中山小榄升降车出租, 中山小榄升降车租赁, 升降车出租   在役升降车损伤臂节疲劳剩余寿命可靠性分析流程。该方法的具体步骤为:Step1.以疲劳剩余寿命评估理论及结构可靠性理论为基础,构建升降车损伤臂节疲劳剩余寿命功能函数f(x);Step2.以上述6种概率分布模型为基础,结合AIC准则,对功能函数中关键参数(即随机变量)的数据样本进行概率分布拟合和拟合优度检验,确定对应参数的最佳概率分布模型;Step3.利用自适应双层果蝇算法确定功能函数的设计点x∗;Step4.构造重要抽样密度函数hx(x),满足均值为x∗,均方差为σ∗的正态分布,同时产生hx(x)的N个随机样本点jx(j=1,2,…,N);Step5.将随机样本点jx代入功能函数,并确定状态指示函数,在此基础上对jjhgxxxx和22jxjxhgxx进行累加;Step6.确定臂架结构的失效概率fP;Step7.确定失效概率估计值的数学期望、方差及变异系数。迭代终止的条件为:达到抽样次数或估计值变异系数小于给定上限0.01。





  现役性能可利用性评估及可修复性决策    对于可继续使用或修复后再使用的在役升降车损伤臂节一定具有疲劳剩余寿命,但具有疲劳剩余寿命的在役升降车损伤臂节并不意味着可以继续使用或修复后再使用,需根据臂架结构的可靠性阈值R*,即设计之初预先确定容许损伤的可靠度指标,结合其寿命周期内的可靠度,评估危险点处损伤臂节现役性能的可利用性。在此基础上,给出以疲劳剩余寿命可靠度为评价指标的可修复性决策结果,即继续使用,修复后再使用或报废处理。(1)若危险点处损伤臂节当前检测周期节点时的可靠度R(t1)大于R*,且下一个检测周期节点时的可靠度R(t2)也大于R*,表明该危险点处损伤臂节现役性能能维持下一个或下几个检测周期,不经过修复就可直接使用,即“继续使用”。



   (2)若危险点处损伤臂节当前检测周期节点时的可靠度R(t1)大于R*,且下一个检测周期节点时的可靠度R(t2)小于R*,表明该危险点处损伤臂节现役性能不能维持下一个检测周期,但其现役性能具有可利用性,即需对该危险点处损伤臂节进行修复来提高其可靠度,即“修复后再使用”。



  (3)若危险点处损伤臂节当前检测周期节点时的可靠度R(t1)小于R*,且下一个检测周期节点的可靠度R(t2)小于R*时,表明该危险点处损伤臂节现役性能不具有可利用性,此时需对该危险点所处臂节进行“报废处理”。




   基于强度冗余的现役性能可利用性,  强度冗余是以在役升降车臂架结构的广义强度(焊缝强度、裂纹长度和局部失稳时的强度等)为基础,用于表征可修复性的量化指标。针对不同的失效模式,确定影响升降车臂架结构的广义强度指标Ii(i=1,2,3,…,m;m为指标个数),追溯其新品阶段该广义强度指标所具有的最大允许损伤量Di以及服役阶段(即修复前)的损伤量Si(t),则其剩余强度为Di-Si(t)。假设可进行修复,则修复完成后,将产生Hi(t)的强度恢复,强度性能退化过程。升降车臂架结构服役过程中,对于不同的强度指标Ii,Di、Si(t)和Hi(t)表示不同的含义;对与同一强度指标,Di、Si(t)和Hi(t)具有相同的纲量。以修复前后各损伤臂节的强度性能退化过程为基础,针对处于损伤臂节截面压应力区域的危险点(不易发生疲劳破坏),根据“拆解→检测→损伤评定”过程分析,建立强度冗余的层次模型,包括失效对象层、失效模式层、评定指标层、强度损伤层、强度冗余层。失效模式层:以现代检测技术为手段,对单个危险点(即检测点)进行定性、定量描述,升降车工作过程中面临多失效模式耦合的影响且工作载荷在时空上的复杂性和随机性,导致臂架结构损伤部位存在多种形式的缺陷,如焊接缺陷、局部失稳、裂纹缺陷等。以检测点的定性、定量描述为基础,确定检测点的主要失效模式,为焊缝失效F1、裂纹失效F2或局部失稳F3。评定指标层:根据失效模式确定与之对应的失效模式评定指标,各失效模式F1、F2、F3对应的评定指标分别为焊缝强度I1、裂纹长度I2、局部失稳时的复合应力I3。强度损伤层:以检测点的检测结果为基础,结合《起重机设计规范》,利用升降车臂架结构焊缝失效分析法、局部稳定性失效仿真法和可视裂纹失效仿真法,确定典型工况下各检测点处,与其失效模式相对应的评定指标的量化分析结果,即强度损伤结果,结合与失效模式评定指标对应的修复准入期的许用值,判断损伤臂节上的检测点能否进入修复准入期。对于进入修复准入期的检测点,根据失效统计分析、有限元仿真分析、破坏修复试验或专家知识,确定各指标I1、I2、I3的最大允许损伤量、损伤量和强度恢复量。对于未进入修复准入期的检测点,表明该检测点处损伤臂节现役性能能维持下一个或下几个检测周期,不经过修复就可直接使用,即继续使用。对于超出修复准入期的检测点,表明该检测点处损伤臂节现役性能不具有可利用性,应进行报废处理。强度冗余层:以损伤臂节上的单个检测点为基础,通过层与层之间的映射关系,定义检测点的强度冗余Ri(i=1,2,3,…n),将损伤臂节的失效信息与强度冗余有机的联系起来。同时,为了定量描述在役升降车损伤臂节现役性能的可利用性,在强度冗余Ri的基础上,引入冗余因子c,用于表示冗余量的相对大小。针对损伤臂节的检测点,确定各检测点Pointi对应评定指标的强度冗余因子cij,结合最小冗余因子,判断检测点处损伤臂节现役性能的可利用性,并给出以损伤臂节现役性能可利用性为评价指标的可修复性决策结果。式中,失效对象层与失效模式层之间可通过函数表示,其中i=1,2,3…n,n为检测点的个数;失效模式层与失效模式评定指标层之间可通可通过函数g表示;评定指标层与强度损伤层可通过函数jl表示,其中j=1,2,3。为检测点Pointi对应评定指标的强度冗余因子;t为损伤臂架结构修复前的使用时间,单位为年。若损伤臂节检测点的强度冗余因子ijc大于臂架结构的最小强度冗余因子minc,表明该检测点处损伤臂节现役性能具有可利用性,以结构现役性能的可利用性为评价指标时,该损伤臂节检测点的可修复性决策结果为:修复后再使用,否则应进行报废处理。



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     修复技术可行性分析,  大型机械装备修复技术是以节材、减能、绿色环保为目标,以先进制造技术理论为基础,实现损伤产品的修复,使其性能得以恢复的现代制造技术。对于升降车损伤臂架结构而言,应根据修复工艺过程对技术可行性进行评价,评价指标包括:拆卸简易程度、清洗可行性、检测分类可行性、修复处理可行性及再装配的简易型。1)拆卸简易程度拆卸简易程度是用来评价在役升降车损伤臂架结构修复过程中拆解难易程度的定性指标,一般由专家根据联接方式、联接结构、结构件数量等对其进行评价。为了量化拆卸简易程度,对拆卸时间进行定量评定:Td为拆卸简易程度指标值,it为第i类联接件的平均拆卸时间,ia为第i类联接件的数量,st为损伤臂架结构的理想拆卸时间,拆卸系数。2)清洗可行性清洗用于除去升降车损伤臂架结构表面油渍、污渍、锈蚀、腐蚀等,是修复过程中进行检测分类的前提条件。臂架结构损伤情况的差异性导致清洗方法的差异性,进而导致清洗难度的差异性。一般的清洗方法有:吹、擦、化学洗洗涤剂喷洗和超声波清洗,其清洗难度分别为0.2、0.4、0.7、0.9。为量化清洗可行性,从损伤臂节数量及清洗方法难易程度方面进行综合考量:Tc为清洗可行性的指标值,iN为采用第i类清洗方法的损伤臂节数量,iM为第i类清洗方法的难易程度。3)检测分类可行性检测分类用来评估结构件损伤程度,是保证在役升降车损伤臂架结构修复质量的重要步骤和关键环节。检测分类的可行性涉及到损伤臂节的数量、损伤程度、检测时间、分类标准等。为简化计算难度,将损伤臂节按损伤程度{重度损伤0.9、中度损伤0.7、轻度损伤0.4}分为四大类,用损伤程度及不同损伤程度下损伤臂节数量来评定检测分类的可行性:Tt为检测分类可行性的指标值,in为采用第i类损伤程度的损伤臂节数量,iD为第i类损伤程度。4)修复处理可行性作业环境、使用工况的不确定性导致升降车臂架结构质量水平的差异性,质在役升降车臂架风险与寿命评估及可修复性决策124量水平越高的损伤臂架结构,其修复成功的几率越大。为量化损伤臂架结构修复处理可行性,通过损伤臂节数量和修复成功率进行定义:Tm为修复可行性的指标值,iK为拆卸及清洗后第i类损伤程度的损伤臂节数量,为第i类损伤程度的损伤臂节修复的成功率。 5)再装配简易性再装配简易性与联接结构、联接件的数量、装配精度、装配路径等因素密切相关,为了量化再装配简易性,用装配时间进行评定:Ta为再装配简易性的指标值,it为第i类联接件的装配时间,iz为第i类联接件的数量,zt为修复损伤臂架结构的理想装配时间,装配系数。以上述修复技术可行性评价指标的分析过程为基础,确定修复技术可行性的指标值:T为修复技术可行性指标值,dw、cw、tw、mw和aw分别为dT、cT、tT、mT和aT的权重值,可通过层次分析法进行求解。若修复技术可行性指标值T大于修复技术可行性阈值TT,说明以修复技术为评判条件时,对损伤臂架结构实施修复是可行的,否则应进行报废处理。




    升降车臂架结构部分的附加值较高,修复后的经济效益显著。修复成本是衡量经济可行性的关键因素,可有效的反映在役升降车损伤臂架结构的可修复性。升降车损伤臂架结构只有经过修复后才能统计得到具体的修复成本,而在修复可行性评估前,修复成本无法预知。为此,以企业特定时间段内升降车损伤臂架结构的修复总费用为基础,通过作业成本法,追溯不同失效特征对应损伤臂节的修复成本,形成损伤臂节修复成本库。检测待评估升降车各损伤臂节的失效特征,利用改进相关向量机,预测与失效特征对应的损伤臂节的修复成本,进而确定损伤臂架结构的修复成本XF(各损伤臂节修复成本及更换新品臂节的成本之和),结合购置臂架结构新品所需费用GF,评价损伤臂架结构经修复后是否具有经济性优势。




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