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全地面起重机油气悬架系统仿真与优化

全地面起重机油气悬架系统仿真与优化

作者：蔡福海大连理工大学

学位级别：硕士

全地面起重机综合了汽车起重机快速转移和越野轮胎式起重机能越野、负载行驶的特点，因此与普通汽车起重机相比具有更大的优势。其中，油气悬架同多桥转向系统共同组成的底盘系统是全地面起重机的关键技术之一，但是油气悬架技术在国内... 详细信息

全地面起重机综合了汽车起重机快速转移和越野轮胎式起重机能越野、负载行驶的特点，因此与普通汽车起重机相比具有更大的优势。其中，油气悬架同多桥转向系统共同组成的底盘系统是全地面起重机的关键技术之一，但是油气悬架技术在国内还处于研究阶段，尤其是优化设计方面的研究，国内还处于刚开始研究的阶段，多数油气悬架产品的性能与国外同类型产品的性能相比，还存在较大的差距。对油气悬架系统进行动力学仿真和优化研究，能够快速而可靠地为油气悬架产品设计提供数据支持，方便而可靠地修改设计参数，缩短开发周期。本文主要作了以下四方面的研究： (1)以LTM1500型全地面起重机油气悬架为对象，建立了油气悬架缸非线性数学模型，并应用MATLAB软件编制了油气悬架缸动态特性仿真程序，通过计算机仿真得到油气悬架缸的动态特性及主要参数变化对油气悬架缸特性的影响。 (2)对油气悬架缸刚度和阻尼特性进行了仿真研究，验证了油气悬架的非线性刚度和阻尼特征。 (3)通过***软件建立了油气悬架单桥机械系统模型，并和ADAMS／Hydraulics液压系统模块建立的油气悬架液压系统进行连接，通过输入仿真路面激励，完成油气悬架单桥模型的乘坐动力学分析，并对互连式和独立式油气悬架的动态特性进行了对比分析。 (4)确定影响油气悬架车辆的行驶平顺性和操作安全性主要因素和相对次要因素，以油气悬架车辆的动力学性能指标：车身加速度和悬架动挠度的加权组合为目标函数，对油气悬架模型进行动力学性能参数优化，得出了油气悬架最优参数。本文实现了全地面起重机油气悬架系统的动力学仿真与优化设计，提出了一种基于软件的优化方法，其结果表明系统动力学性能有较大的提高，同时为油气悬架的结构和系统优化设计奠定了良好的理论基础，具有广泛的应用前景。

关键词：全地面起重机油气悬架仿真优化

沪杭高速铁路跨沪杭高速公路特大桥自锚上承式拱桥现浇拱肋模板系统设计

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铁道标准设计 2011年第6期31卷 90-94页

作者：蔡福海中铁十二局集团第四工程有限公司西安710021

混凝土结构的模板工程,是混凝土结构构件施工的重要工具。采用先进适用的模板技术,对提高工程质量、加快施工进度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。跨沪杭高速公路特大桥主桥为1联(88.8+160+88.8)m... 详细信息

混凝土结构的模板工程,是混凝土结构构件施工的重要工具。采用先进适用的模板技术,对提高工程质量、加快施工进度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。跨沪杭高速公路特大桥主桥为1联(88.8+160+88.8)m自锚上承式拱桥,采用"支架现浇、转体就位"的施工工艺。拱肋轴线采用二次抛物线,拱肋截面采用单箱单室箱形混凝土截面,截面特性按照立特规律变化。通过对跨沪杭高速公路特大桥自锚式拱桥拱肋线形及截面形式的分析,探讨了现浇拱肋模板系统的设计理念和制作工艺,以及通过模板设计控制拱肋线形的方法,供同类型桥梁施工提供一些可借鉴的经验。

关键词：铁路桥上承式拱桥拱肋模板系统设计

基于非线性累积损伤理论的起重机桁架臂K节点疲劳寿命研究

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机械科学与技术 2014年第9期33卷 1287-1292页

作者：蔡福海王欣彭黎赵福令大连理工大学大连116023 常州益利亚重工机械科技有限公司常州213164

起重机桁架臂焊缝数量多、受力状况复杂,K节点的疲劳寿命采用线性Palmgren-Miner(PM)法则进行计算的精度较差。提出了基于虚拟样机技术的"实测+仿真+比对+统计"组合策略的载荷谱获取方法,可以极大幅度降低实测应力谱的工作量和成本。首... 详细信息

起重机桁架臂焊缝数量多、受力状况复杂,K节点的疲劳寿命采用线性Palmgren-Miner(PM)法则进行计算的精度较差。提出了基于虚拟样机技术的"实测+仿真+比对+统计"组合策略的载荷谱获取方法,可以极大幅度降低实测应力谱的工作量和成本。首次将Huffman非线性累积损伤理论应用于桁架臂K节点疲劳寿命分析,通过设定焊接构件不同的初始损伤,得到了使计算疲劳寿命趋于适度保守的初始损伤建议值。疲劳试验结果表明:此方法比PM法则计算精度更高,由于只需要循环应力-应变曲线和常幅应变寿命曲线等少量的材料性能数据,计算简单,工程应用价值较大。

关键词：起重机桁架臂 K节点载荷谱疲劳寿命非线性累积损伤理论

基于ADAMS的全地面起重机油气悬架动力学优化设计

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建筑机械 2007年第8S期27卷 62-64,67页

作者：王欣蔡福海高顺德大连理工大学辽宁大连116024

基于ADAMS软件建立了全地面起重机互连式油气悬架单桥虚拟样机实体模型,以ADAMS中的标准液压元件的相互组合实现了油气悬架的功能。通过ADAMS试验设计(DesignofExperiments,DOE)手段,在对影响因素分析的基础上,确定敏感性因素作优化变量... 详细信息

基于ADAMS软件建立了全地面起重机互连式油气悬架单桥虚拟样机实体模型,以ADAMS中的标准液压元件的相互组合实现了油气悬架的功能。通过ADAMS试验设计(DesignofExperiments,DOE)手段,在对影响因素分析的基础上,确定敏感性因素作优化变量,完成了油气悬架的动力学优化设计,结果表明优化后的模型动力学性能有较大的提高,从而为油气悬架的结构优化设计提供了一种方法参考。

关键词： ADAMS 油气悬架试验设计仿真优化

圆端形薄壁变坡空心高墩群模板设计及施工组织

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国防交通工程与技术 2020年第1期18卷 56-60,69页

作者：蔡福海中铁十二局集团第四工程有限公司

结合某铁路桥梁圆端形薄壁变坡空心高墩群施工实例,介绍了圆端形薄壁变坡空心高墩“一模到顶”满配式模板和圆端可调翻模两种模板配置形式及设计思路,计算确定了两种形式模板配置数量,分析了两种形式模板的特点。实践证明,“一模到顶”... 详细信息

结合某铁路桥梁圆端形薄壁变坡空心高墩群施工实例,介绍了圆端形薄壁变坡空心高墩“一模到顶”满配式模板和圆端可调翻模两种模板配置形式及设计思路,计算确定了两种形式模板配置数量,分析了两种形式模板的特点。实践证明,“一模到顶”满配式模板、圆端可调翻模两种模板配置形式均适合连续高墩群施工;圆端可调翻模虽设计复杂、加工精度要求更高,但其经济性更好、适用性更强。

关键词：圆端薄壁变坡空心高墩群满配式模板圆端可调翻模

桁架臂K型管接头寿命评估方法的对比分析与研究

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中国工程机械学报 2016年第5期14卷 -页

作者：蔡福海金三强王欣大连理工大学机械工程学院辽宁大连116023

以国外通用疲劳设计标准ABS,DNV,BS7608,ASME,IIW等为依据,总结对比了起重机桁架臂K型管接头疲劳评估的方法.通过对比可知,国外标准中没有给出名义应力法对应的SN曲线,热点应力法成为其疲劳寿命评估的主要方法.ABS,DNV,BS7608标准中... 详细信息

以国外通用疲劳设计标准ABS,DNV,BS7608,ASME,IIW等为依据,总结对比了起重机桁架臂K型管接头疲劳评估的方法.通过对比可知,国外标准中没有给出名义应力法对应的SN曲线,热点应力法成为其疲劳寿命评估的主要方法.ABS,DNV,BS7608标准中推荐的表面外推热点应力法与提供的管接头S-N曲线基本一致;ASME中给出的网格不敏感结构热点应力法即Battelle结构应力法也适用于管接头.同规格K型管接头在5种不同网格大小下的有限元应力计算结果的对比表明:相对于ABS,DNV,BS7608标准中的外推热点应力法,ASME标准中的Battelle结构应力法对网格有更强的适应性.

关键词：桁架臂 K型管疲劳设计标准热点应力

基于结构应力法的起重机焊缝多轴疲劳寿命研究

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机械强度 2022年第5期44卷 1226-1231页

作者：王欣岳增可蔡福海付河灵许成斌大连理工大学机械工程学院大连116023 常州机电职业技术学院常州213164

以580 t级龙门起重机主梁与刚腿连接处焊缝为例,基于结构应力法分析起重机作业的应力历程,确定多轴非比例的应力特征。建立危险位置处具有焊缝细节的壳-实体混合模型,借助Ansys和Fe-Safe软件的Verity模块,结合载荷谱获取多轴结构应力。... 详细信息

以580 t级龙门起重机主梁与刚腿连接处焊缝为例,基于结构应力法分析起重机作业的应力历程,确定多轴非比例的应力特征。建立危险位置处具有焊缝细节的壳-实体混合模型,借助Ansys和Fe-Safe软件的Verity模块,结合载荷谱获取多轴结构应力。通过基于路径依赖的循环计数法(PDMR)确定损伤累积路径,引入载荷路径力矩(MLP)概念,将非比例加载路径向比例加载路径转化。根据主S-N曲线估算焊缝处疲劳寿命,并与多轴比例加载寿命分析方法、单轴等效结构应力寿命分析方法的计算结果对比,表明多轴非比例变幅应力的疲劳分析方法的必要性,这为起重机复杂的多轴疲劳分析提供参考与借鉴。

关键词：结构应力法多轴疲劳非比例加载路径等效结构应力

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车辆油气悬架技术现状与发展趋势

建筑机械 2007年第1S期27卷 58-61页

作者：王欣蔡福海高顺德大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

在阐述车辆油气悬架分类及特性的基础上,概述了油气悬架技术的国内外研究现状,并对国内外发展状况做了简要对比分析,指出了目前国内油气悬架技术研究和产品开发中存在的问题以及主要发展趋势。

关键词：油气悬架研究现状发展趋势

基于BS7910对含裂纹T型板的安全性评估研究

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机械强度 2016年第6期38卷 1306-1311页

作者：杨绍坤王欣贾兴军高顺德蔡福海大连理工大学机械工程学院大连116023 中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司天津300452 常州益利亚重工机械科技有限公司常州213000

失效评估图(FAD)常用来评估焊接结构出现裂纹后的安全性,BS7910中给出了三个等级的评估方法,随着评估等级增加,精度提高,需要的数据增多。该标准在压力容器和石油管道安全性评估中应用广泛。海上吊机工作等级高,年检中有时会发现疲劳裂... 详细信息

失效评估图(FAD)常用来评估焊接结构出现裂纹后的安全性,BS7910中给出了三个等级的评估方法,随着评估等级增加,精度提高,需要的数据增多。该标准在压力容器和石油管道安全性评估中应用广泛。海上吊机工作等级高,年检中有时会发现疲劳裂纹,但是海上吊机维修成本高、周期长,严重影响生产效率,故对含裂纹结构进行安全性评估具有重要意义。利用邵永波实测的材料性能数据,结合Abaqus软件构建了海吊裂纹位置处T型板的3C级评估曲线并与常规的2A级评估曲线进行了对比,结果表明两者趋势一致且2A级评估偏于安全,说明该结构可按照BS7910进行安全性评估。按照常规的2A级评估给出了一定裂纹尺寸下T型板结构的临界载荷。

关键词： BS7910 含裂纹T-型板安全性评估极限承载能力临界载荷