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1、浅析机械钢构造细部处理问题摘要：随着经济水平的不断增长，我国的港口机械制造行业呈现出繁荣发展的态势，为港口贸易提供了充足的保障。港口机械制造行业的竞争越来越剧烈，只要不断完善港口机械制造的相关技术，才能够保障企业的发展活力，提升企业在市场竞争中的有利地位。其中，港口机械钢构造细部处理工作至关重要，是保障港口机械质量的关键点。应该不断加强资金和技术投入，提升港口机械钢构造细部处理的水平，促进港口机械制造行业的发展。本文将从主要荷载、理论分析、模型处理和荷载计算等角度，对港口机械钢构造细部处理问题进行深化研究。关键词：港口机械；钢构造；细部处理港口机械包含的种类丰富，比方门座起重机、轮胎吊、皮带传
2、送机和卸船机等等，其中卸船机和门座起重机是两种非常关键的港口机械设备，对于保障港口的生产效率具有至关重要的作用。卸船机承受的荷载有水平、垂直和侧向的，主要包括起升荷载、自重、风荷载等。港口机械钢构造本身具有一定的复杂性，加上在工作生产中的受力状况具有不确定性，导致了港口机械钢构造细部处理成为保障其生产效率的关键点。对于自重的减轻，首先应该保障港口机械钢构造的刚度和强度能够知足生产要求，这是由于整机重量和轮压分布会遭到港口机械钢构造外伸距的影响。机械设备的翻重和起升荷载，是座式起重机钢构造承受的主要荷载，也应该与卸船机一样加强钢构造的细部处理，保障其良好的应用效果。1港口门座起重机和卸船机的主要
3、构造卸船机主要由大车行走机构、抓斗、漏斗、小车、臂架俯仰机构、喷水压尘系统、牵引系统等构成，能够大大提升港口生产的效率，实现最大的组件标准化，在使用的经过中也无需频繁维修，保障了运行的可靠性1。港口门座起重机构造主要包括了传动设备、驱动设备、取物设备、制动设备等，具有起升、回转、变幅和运行构造。作业特征、要求和环境，是安置起重机整体构造的主要根据。2港口机械钢构造细部处理问题分析2.1主要荷载及细部处理问题港口机械设备额定功率的制定，应该由专业的技术人员根据实际情况和设备情况进行制定，这是提升工作效率和质量的关键点，能够保障在生产的经过中港口机械设备运行良好，促进港口生产活动的高效运转，提升经
4、济效益的同时，保障生产的安全性。在设计港口机械设备的经过中，其中最重要的一点就是避免设备出现较多的闲置时间，这是降低能耗、提升资源利用率的关键所在。对于港口机械设备本身容积的规定，是设计师在设计港口机械设备时应该注意的问题，这也是整个设备的荷载基础2。对于卸船机来讲，抓斗容量的设计是关键点。为了避免断裂情况由于卸船机局部承载力缺乏而出现，设计师还应该不断加强卸船机的细部构造处理，能够减少或者避免在卸船机中出现局部变形等情况。假如出现变形或者断裂的状况，不仅仅会影响港口的生产效率，延缓生产进度，更会存在很大的安全隐患，对于工作生产人员造成严重的安全威胁。为了保障卸船机构造的整体强度，应该注重对于
5、内部杆件的实际连接情况的处理，这对于提升卸船机的性能具有重要意义。在焊接的经过中，应该将一部分焊接工艺孔进行预留，提升焊接的水平。在杆件施工的经过中，应该严格遵循相关规范和流程，提升杆件施工的合理性与科学性3。在卸船机的常年工作中，故障最容易发生在杆件构造和焊接点的位置，维护人员应该对这两个位置进行定期检修，及时发现其中存在的安全隐患，采取具有针对性的解决措施，保障卸船机运行的安全性与稳定性，促进港口生产活动的顺利进行。2.2钢构造细部处理的理论分析在进行港口机械钢构造焊接的经过中，为了避免应力集中的状况出现，采取的焊接工艺应该能够避免三条焊接缝之间的穿插。为了避免三条焊接缝之间出现穿插，能够
6、采用上述预留工艺孔的方式，但是这种方式也存在一定的局限性，那就是应力集中的状况会在工艺孔周围区域出现，影响整个港口机械钢构造的质量及应用效果4。通过分析均匀受拉平板，能够发现板应力会遭到圆孔的影响。尤其是当板比拟大而圆孔较小时，产生的应力集中情况会愈加明显，应力集中因子能够表示板上两个点之间的应力比值，当圆孔遭到单项拉伸时，其应力集中因子为3，当圆孔遭到水安然平静垂直两个方向的拉伸时，其应力集中因子为2。应力集中是在港口机械钢构造细部处理中经常面临的问题，当局部增高的情况发生在应力梯度时，就会出现应力集中的状况，尤其是当港口机械钢构造形状出现严重变化时，应力集中的情况会愈加明显，比方在缺口处、
7、刚性约束位置、空洞处和沟槽处等等。疲惫性裂纹会由于应力集中现象的存在，而出如今港口机械钢构造中，也有可能导致断裂状况发生在脆性材料的零件中。物体的几何形状、加载方式等等，都会影响应力集中处的最大应力值，理论应力的集中因数值和局部应力的增高程度参数，能够通过应力集中真实的反映出来，属于峰值应力与无应力集中状况下的名义应力比值，荷载状况与名义应力比值无关。数值方法和实验方法，是确定港口机械钢构造应力集中因素的两种常见方法，对于圆孔有限大的矩形薄板两端的均匀受拉情况，能够通过ANSYS软件进行分析，圆孔直径和板宽比值，会对应力集中因素产生一定的影响。利用ANSYS软件对于应力集中情况进行分析，具有较
8、强的可靠性，网格划分的密度，也与应力集中的因素收敛性之间存在密切关系。除了圆孔直径和板宽比值会影响矩形薄板应力集中因数外，长宽比也会造成一定的影响。根据上述应力集中因子的规定能够看出，当圆孔直径和板宽比值接近于0时，那么应力集中因素与3接近；当长宽比大于2时，长宽比变化对于应力集中因素的影响能够忽略不计，因而能够利用近似值进行计算5。在焊接人员对工艺孔进行焊接的经过中，除了应该避免焊接缝穿插之外，还应该减少工艺孔周围的应力集中状况，保障港口机械钢构造的质量稳定性。2.3港口机械钢构造模型处理及荷载计算在构建模型的经过中，应该严格根据图纸进行，保障模型能够符合港口机械钢构造实际情况，壳单元与梁单
9、元混合的方式应该应用于有限元模型的构建当中，精准应力结果的获取能够在壁厚正方向实现，线性和静态是计算经过的两种主要状态6。2.3.1港口机械钢构造模型构建原则避免在同一个模型中进行钢构造和大车行走机构的分析；梁单元的建模方式应该应用于整体钢构造的设计中；壳单元的建模方式应用于细部钢构造的处理中，刚性约束能够通过壳单元与梁单元的混合运用来实现；注重立柱低端的约束力，保障能够向三个方向进行释放；港口机械钢构造自重、设备工作中的荷载和节点重量，是荷载计算时应该全面考虑的内容；刚度的传递应该保持适当距离，对于三个方向的弯矩和力进行充分考虑，构成平均应力，能够对连接点的应力分布情况进行有效反响。2.3.
10、2几何尺寸对于港口机械钢构造的重要连接点进行有效选择，是建立计算模型的重要基础和前提，还需要对网格规划情况进行严格分析，2.5-10cm是单元大小的合理范围，建模工作应在全局坐标下进行。在建模的经过中，X轴与大车的轨道方向垂直，Y轴沿竖直方向，Z轴与大车轨道方向平行7。2.3.3连接点几何特征连接点形式主要包括：直径70012的圆管作为后拉杆；70012的圆管作为后拉杆连接板和后拉杆直径；3200mm1800mm为连接板尺寸；15001000梁作为后大梁的连接拉杆；3008的圆管作为侧边圆管；980mm720mm的箱型梁作为联合以后大梁及上横梁杆件。2.3.4计算经过边界条件为模型支撑，保持距
11、离的合理性，传递刚度，对于三个方向的力和弯矩进行分析，组合应力构成平均应力，实现连接点应力分布情况的分析8。2.4计算结果分析在材料的选取中，应该严格根据要求进行，Q345材料，极限345MPa，材料线性弹性模型量E=2.1105MPa。2.4.1连接点计算结果分析230MPa为平均应力值，处于前拉杆连接板与大梁连接处的后拉杆。连接后大梁后拉杆的圆管，较容易出现危险点。焊接工艺孔造成的截面变化，是引起应力集中的重要原因，并且会在相邻区域产生扩散，降低最大应力的方式是覆盖工艺孔。541MPa为后拉杆圆管集中应力值，230MPa为工艺孔被覆盖后的最大应力值。230MPa为工艺孔被覆盖后的后大梁最大应力值，能够保障生产的安全性。2.4.2降低应力的方法为了对传力的途径进行改变，避免在应力孔周围传力，能够采用焊接长腰型盖板的方式，能够有效减少应力集中的区域。此外，实现节点板插入深度增加的方式，也能够起到降低应力的作用，主要是通过增加截面过渡平缓度来实现。有限元分析法，是在进行港口机械钢构造细部处理问题分析时的常用方法，对于港口机械钢构造的应力处理，是细部处理中的关键内容。工作人员应该对于应力集中的部位进行深化分析，利用数值方法和实验方法，确定港口机械钢构造应力集中因素。在构建模型的经过中，应该严格遵循相关规范和原则，对于几何尺寸和连接点结合特征进行深化研究，有助于应力值的有效计算。