大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與裂紋控制技術(shù)

1、 大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與裂紋控制技術(shù) 摘要：隨著我國航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，港口的建設(shè)成為緊密連接江、河、湖、海與內(nèi)陸的樞紐，大型港口提供船舶的安全進(jìn)出和停泊的服務(wù)。隨著國際貿(mào)易的迅猛發(fā)展，海路運(yùn)輸成為國際貿(mào)易進(jìn)出口的重要手段。大型港口的機(jī)械穩(wěn)定性，將直接影響港口的中轉(zhuǎn)效率，采取大型港口機(jī)械穩(wěn)定性定期檢查和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的特點(diǎn)，針對(duì)幾十起大型鋼構(gòu)機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的破壞事故，研究大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且提煉大型港口機(jī)械穩(wěn)定性所導(dǎo)致的事故避免方案。abstract:with the vigorous development of chinas shipping industry, the constru

2、ction of ports has become a hub closely connecting the river, lake, sea and inland. large ports provide safe access and berthing services for ships. with the rapid development of international trade, sea transportation has become an important means of international trade import and export. the mecha

3、nical stability of large-scale port will directly affect the transfer efficiency of the port. taking the characteristics of regular inspection and structural optimization of the mechanical stability of large-scale port, aiming at dozens of damage accidents of metal structure of large-scale steel str

4、ucture machinery, the stability of large-scale port mechanical structure is studied, and the accident avoidance scheme caused by the mechanical stability of large-scale port is refined.關(guān)鍵詞：大型港口；機(jī)械結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性；裂紋控制技術(shù)key words: large port; mechanical structure; stability; crack control technology1 引言隨著中國市場經(jīng)

5、濟(jì)的快速發(fā)展，中國對(duì)外貿(mào)易逐漸地開始走向成熟，大型港口作為進(jìn)出口貿(mào)易的主要通道和樞紐，進(jìn)進(jìn)出出的貨物要非常多，而目前我國的大型港口如果想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和智能化管理，就勢必需要考慮可以優(yōu)化中國大型港口機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性。深入研究影響我國港口機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性的因素，借助利潤控制技術(shù)，就可以設(shè)計(jì)出實(shí)踐中的使用模型，最大限度地提升我國港口機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性與適應(yīng)能力。2 大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性裂紋控制技術(shù)研究的技能概念2.1 大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大型港口是指大型的位于江、河、湖、海、水庫沿線，具有水路運(yùn)輸性質(zhì)，是能夠提供船舶安全進(jìn)出條件的運(yùn)輸樞紐，港口是工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和外貿(mào)機(jī)制和物資的集散地，大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)

6、往往承載著船舶停泊、裝載貨物、上下旅客、補(bǔ)充給養(yǎng)等重要任務(wù)。大型港口的機(jī)械包含岸橋、起重機(jī)、裝船機(jī)、卸船機(jī)和堆取料機(jī)等部件，這些部件擁有特殊的性能，對(duì)于港口的運(yùn)輸和卸貨能力起到非常關(guān)鍵的作用。不斷提升大型港口機(jī)械穩(wěn)定性，保證機(jī)械設(shè)備的自控效果。2.2 大型港口機(jī)械設(shè)備的特性隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，大型港口機(jī)械設(shè)備使用了自動(dòng)化控制平臺(tái)，結(jié)合人工控制的輔助，從而能夠滿足和保障大型港口的生產(chǎn)需求及運(yùn)載能力提升。強(qiáng)化大型港口機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度及穩(wěn)定性，是隨著現(xiàn)代港口技術(shù)不斷更新?lián)Q代，使用新舊機(jī)械設(shè)備交替使用的新變化1。大型港口設(shè)備，機(jī)械設(shè)備相關(guān)功能性和性能的提高，使得其工作效率不斷提升，大型港口周邊的

7、自然環(huán)境較為復(fù)雜多變，露天作業(yè)使得港口設(shè)備經(jīng)常會(huì)暴露在一些嚴(yán)苛的環(huán)境之下，其機(jī)械設(shè)備的耐堿性、耐酸性、耐壓性和耐撞性，都被提出了極高的要求。2.3 裂紋控制技術(shù)針對(duì)裂紋行為的研究，是一個(gè)比較具有挑戰(zhàn)性的話題，機(jī)械設(shè)備中的裂紋經(jīng)常存在，其破壞具有廣泛性，因此，對(duì)于裂紋行為的研究具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。大型港口的機(jī)械設(shè)備，雖然具有較高的強(qiáng)度，但是其受力規(guī)則仍然決定了機(jī)械構(gòu)件裂紋的產(chǎn)生具有普遍性。很多大型港口工程的裂紋時(shí)刻存在，由于低碳鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和機(jī)械承載結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)存在樹立不均勻的問題，機(jī)械結(jié)構(gòu)的裂紋診斷，控制和維修就越來越顯得至關(guān)重要。針對(duì)大型港口門座起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)裂紋較為突出的問題，通過廣泛的調(diào)查

8、，技術(shù)人員對(duì)于列位故障的狀況往往心中有數(shù)。大型機(jī)械構(gòu)件的能量承載能力是有極限的，為了能夠從改善列位尖端應(yīng)力集中的觀點(diǎn)出發(fā)，探討其維修辦法和列位尖端的曲率半徑，研究工作者進(jìn)行了大量的維修實(shí)驗(yàn)嘗試。3 多角度控制大型港口機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性3.1 進(jìn)行大型港口機(jī)械材料荷載及溫度實(shí)驗(yàn)一般來說，發(fā)現(xiàn)港口的機(jī)械運(yùn)輸材料由于是工程機(jī)械和搬運(yùn)機(jī)械，一般都采用專門的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，安全可靠，強(qiáng)度高，而且重量較輕，采用型材，即板材、角鋼、槽鋼等鑄件，和鍛件一起共同組成了金屬制件2。在投入使用之前，根據(jù)大型港口機(jī)械承載結(jié)構(gòu)的使用條件和使用特點(diǎn)，結(jié)合其特殊的環(huán)境溫度，接觸介質(zhì)，往往經(jīng)歷了很多次材質(zhì)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)

9、。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)之后，不斷地改良大型港口機(jī)械承載結(jié)構(gòu)，在焊接、冷加工、淬火以及裝配過程中的穩(wěn)固性。3.2 從設(shè)計(jì)因素的源頭杜絕大型港口機(jī)械承載結(jié)構(gòu)問題為了保證大型港口機(jī)械承載結(jié)構(gòu)更加具有穩(wěn)定性，基于傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論來說，假設(shè)材料是向各方面同等、同性、均勻、連續(xù)受力，但是卻忽略了在不同的使用環(huán)境中，材料本身可能具有缺陷。因此，在大型港口機(jī)械設(shè)備制造之初，從其設(shè)計(jì)的角度就應(yīng)該考慮到留有一定的富裕，使得大型港口的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)更加具有穩(wěn)定性3。由于大型港口的機(jī)械設(shè)備承載結(jié)構(gòu)在使用的過程中，往往會(huì)面臨反復(fù)起制動(dòng)、交變動(dòng)荷載等的一系列問題，因此，在設(shè)計(jì)的過程中就應(yīng)該留有富余，使其沖擊荷載的抗荷載能力變大。3.

10、3 及時(shí)診斷、控制和維修機(jī)械承載結(jié)構(gòu)由于裂紋的產(chǎn)生是不可避免的，工作人員需要能夠及時(shí)地診斷、控制，才能維修和維護(hù)比較脆弱的出現(xiàn)裂紋結(jié)構(gòu)的部位。通過一定的監(jiān)測手段，配合科學(xué)的預(yù)測，可以計(jì)算出裂紋產(chǎn)生的時(shí)間、產(chǎn)生的規(guī)模以及大致的破壞大小。一般比較常用的是，從理論和實(shí)驗(yàn)體系上關(guān)注裂紋出現(xiàn)的微觀裂紋測試，這是因?yàn)槲⒂^裂紋的產(chǎn)生機(jī)率更大，而且其出現(xiàn)之后加以加速度的形式出現(xiàn)了對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)破壞。從理論上講，理想微觀獵人系統(tǒng)模型能夠在出現(xiàn)裂紋時(shí)，以閉環(huán)系統(tǒng)來維護(hù)損傷，采用統(tǒng)計(jì)方法和隨機(jī)分布預(yù)測的方法計(jì)算預(yù)測材料的疲勞壽命。在大型港口機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性裂紋實(shí)驗(yàn)描述中，其閉環(huán)結(jié)構(gòu)的模型公式如下：3.4 綜合考慮大型港

11、口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保證的其他因素大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的首要舉措便是要基于疲勞損傷累積理論與應(yīng)力強(qiáng)度干涉理論進(jìn)行可靠性校核，在操作強(qiáng)度校核時(shí)，還要保障港口機(jī)械穩(wěn)定程度滿足最低限度的載荷組合工況，同時(shí)可以適當(dāng)通過應(yīng)力強(qiáng)度干涉理論jc算法進(jìn)行計(jì)算。為了避免機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋的大量頻繁產(chǎn)生，可以采用基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的荷載仿真技術(shù)，比如說，對(duì)于大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部件進(jìn)行實(shí)際檢測，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)荷載仿真模型。在網(wǎng)絡(luò)仿真模型中，精確地輸入機(jī)械設(shè)備的幅度，重量以及其結(jié)構(gòu)尺寸，然后通過時(shí)間因素的變化，加入相應(yīng)的應(yīng)力值，通過改變時(shí)間歷程快速地計(jì)算出具體的裂紋變化，從而能夠?yàn)楹笃诘倪\(yùn)載工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)4。3.

12、5 提升大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)定性的自控能力自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛地引入了機(jī)械設(shè)備的使用過程，給予充足的機(jī)械設(shè)備工作條件，大型港口的機(jī)械設(shè)備，能夠通過其使用儀器顯示出各類數(shù)據(jù)指數(shù)。通過專人來反饋機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)，或聚類分析這種典型的數(shù)據(jù)分析模式，分析其相關(guān)參數(shù)量，就可以進(jìn)行故障源、故障規(guī)模、故障狀態(tài)的檢索和預(yù)測。在大型港口機(jī)械設(shè)備使用的過程中，周期性地監(jiān)督和管理，能夠連鎖故障節(jié)點(diǎn)。由于機(jī)械設(shè)備的自控能力往往不強(qiáng)，因此，需要人的檢索能力共同與大型監(jiān)測器設(shè)備相輔助，從而能夠不斷地提升大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)定性的自控能力。4 結(jié)語大型港口機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性關(guān)乎著我國對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易水平，對(duì)于大型港口的運(yùn)載能力和卸貨能力的影響也是比較顯著的。由于機(jī)械設(shè)備本身使用的特性和使用環(huán)境的要求，機(jī)械設(shè)備必然會(huì)面臨一定的嚴(yán)苛環(huán)境。通過可靠性的校驗(yàn)，結(jié)合仿真技術(shù)，就可以采用優(yōu)化的方式來模擬大型港口機(jī)械設(shè)備利潤產(chǎn)生的位置及時(shí)間進(jìn)程，使得中國的大型港口機(jī)械機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性，朝著更為科學(xué)而完備的發(fā)展，需要能夠保證機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定性方面的自控性能。參考文獻(xiàn)1馮敏.基于溫度場變化條件下的大型港口機(jī)械應(yīng)力與變形分析d.武漢:武漢理工大學(xué),2011.2劉園,宓為建.大型港口機(jī)械結(jié)構(gòu)安全控制中的數(shù)據(jù)挖掘a.上海市土木工程學(xué)會(huì).2005年上海市國際工業(yè)博覽會(huì)第三屆上海市“工程與振動(dòng)”科技論壇論文集c.