[發(fā)明專利]一種臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810315708.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108536962B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊瑞剛;楊淑偉;王華雷;高林;郝成林;連鑫源;路藝
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 王哲

本發(fā)明公開了一種臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估方法，首先，將臂架類起重機結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析并確定其所承受的載荷為不定參量；其次，采用基于凸集的非概率可靠性分析方法，將強度、剛度、穩(wěn)定性作為約束條件，對臂架類起重機結(jié)構(gòu)的非概率可靠性進(jìn)行分析，并將時間引入可靠性評估，確定臂架結(jié)構(gòu)的非概率時變可靠性評價模型。本發(fā)明既考慮了在樣本不足情況下求出可靠性的方法，又考慮了可靠性隨時間變化的可靠性指標(biāo)，并通過工程實例進(jìn)行驗證，具有重要現(xiàn)實意義和推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)評估技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種起重機結(jié)構(gòu)評估方法，特別是涉及一種臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估方法。

背景技術(shù)

起重機是大型工程中的常見作業(yè)設(shè)備，發(fā)揮著重要作用，一旦發(fā)生安全事故，將會造成嚴(yán)重后果，為了預(yù)防大型工程中起重機安全事故，通過建立模型來評估起重機臂架結(jié)構(gòu)非概率可靠性。目前，一些學(xué)者通過建立凸模型或區(qū)間模型來分析評估可靠性，但未考慮可靠性隨時間累計的變化規(guī)律，導(dǎo)致所建立的模型并不能滿足實際需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的起重機臂架結(jié)構(gòu)可靠性問題，本發(fā)明公開了一種臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估方法，首先利用凸模型非概率可靠性相關(guān)理論，構(gòu)建有代表性的凸模型，并用該模型來定義非概率可靠性指標(biāo)；其次在凸模型的基礎(chǔ)上，將非概率功能函數(shù)代入到非概率可靠性指標(biāo)中，求出臂架結(jié)構(gòu)非概率可靠性；最后，結(jié)合時變理論求出在時間累計基礎(chǔ)上可靠性的變化規(guī)律，并通過工程算例來驗證可行性，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中可靠性隨時間變化的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明公開了一種臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估方法，首先，將臂架類起重機結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析并確定其所承受的載荷為不定參量；其次，采用基于凸集的非概率可靠性分析方法，將強度、剛度、穩(wěn)定性作為約束條件，對臂架類起重機結(jié)構(gòu)的非概率可靠性進(jìn)行分析，并將時間引入可靠性評估，確定臂架結(jié)構(gòu)的非概率時變可靠性評價模型。

作為一種優(yōu)選實施方式，該評估方法具體是通過如下步驟實現(xiàn)的：

(1)建立臂架類起重機結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型

a)、將臂架類起重機的主、副臂架結(jié)構(gòu)視為起重機的一個整體的臂架，模型建立；

b)、考慮起重機的危險平面，對回轉(zhuǎn)平面進(jìn)行受力分析；

c)、確定橫向力與豎向力作用下的載荷模型，如圖1和圖2所示；

d)、確定所需參數(shù)：起升重量Q，豎向力P₁，主臂橫向力s₁，副臂橫向力s₂，軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)臂架截面積A，桿2與水平面的夾角θ₂，彈性模量E,結(jié)構(gòu)慣性矩I，旋轉(zhuǎn)平面吊臂的臨界應(yīng)力N_cr，臂架截面的抗彎模量W_x；

(2)建立基于凸集的臂架類起重機結(jié)構(gòu)非概率時變可靠性評估模型

a)、基于載荷模型計算危險點的強度σ_max，剛度f，穩(wěn)定性σ_max1；

b)、根據(jù)GB/T 3811—2008的強度、剛度、穩(wěn)定性失效準(zhǔn)則，獲得相應(yīng)的功能函數(shù)，依次為U＝[σ]-σ_max，F(xiàn)＝[f₂]-f，Y＝[σ₁]-σ_max1，其中[σ]，[f₂]，[σ₁]均為許用值，由GB/T3811—2008獲得；

c)、步驟b)所得功能函數(shù)中的不確定參數(shù)P₁、Q、s₁、s₂，根據(jù)凸集理論確定相應(yīng)的變差界限ε_i，其中ε_i可通過對已有觀測樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析來客觀決定，