Метод диагностирования состояния металлоконструкций грузоподъёмных машин

• Автор: Испирян, Ромен Араевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Работоспособность грузоподъёмных машин

и влияющие на неё факторы,

1.2. Возможные дефекты и порядок диагностирования ГПМ

1.3. Современные методы и технические средства неразрушающего контроля трещин несущих

металлоконструкций грузоподъёмных кранов

1.4. Способы оценки остаточного ресурса

крановых металлоконструкций
1.5. Цель работы и задачи.исследования
2. ВЫБОР ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
2.1. Напряжённо-деформированное состояние
крановой металлоконструкции
2.2. Кинетика накопления усталостной
повреждаемости металлоконструкций
2.3. Диагностические параметры для
контроля металлоконструкций
Выводы;
3. МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
КРАНОВЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ;
3.1. Экспериментальные данные по выбранным
диагностическим параметрам,

| 3.2. Построение регрессионных моделей для определения
| остаточного ресурса

1 3.3. Оптимизация моделей по критерию минимальных рисков
| принятия неверного решения
| Выводы
{ 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

4.1. Аппаратное обеспечение метода диагностирования состояния
I, металлоконструкций грузоподъёмных машин
| 4.2. Программное обеспечение «Автоматизированная система

| регистрации результатов диагностирования грузоподъёмных машин,

хранения и поиска необходимой информации»
4.3. Автоматизированное определение остаточного ресурса
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ «ШБРЫО»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ ОФИЦИАЛЬНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ «АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ! РЕЗУЛЬТАТОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГРУЗОПОДЪЁМНЫХ МАШИН,
ХРАНЕНИЯ И ПОИСКА
НЕОБХОДИМОЙ ИНФОРМАЦИИ»
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СПИСОК ТАБЛИЦ БАНКА ДАННЫХ;
ПРИЛОЖЕНИЕ 4: ОПИСАНИЕ СОДЕРЖИМОГО
ПОЛЕЙ ГЛАВНОЙТАБЛИЦЫ;
ВВЕДЕНИЕ

В процессе эксплуатации грузоподъёмных кранов их металлоконструкции подвергаются интенсивному воздействию различных статических и динамических нагрузок, которые способствуют физическому износу, коррозионным повреждениям, образованию трещин, остаточным деформациям и пр. Происходит накопление возникающих повреждений, что приводит к частичной, а затем и полной утрате работоспособности (отказам) конструкций. Грузоподъёмные машины (ГПМ) как объекты повышенной опасности находятся под надзором соответствующих служб надзора и подвержены систематическому диагностированию.
Основной проблемой при проведении диагностирования потенциально опасных машин и агрегатов горнодобывающей, химической, нефтегазовой, атомной, подъёмно-транспортной и других потенциально опасных отраслей промышленности является отсутствие единой системы для однозначного определения технического состояния их металлоконструкций, а также обособленность методик определения их остаточного ресурса. Причиной этого является разобщённость исследований процессов диагностирования этих машин в разных отраслях промышленности и транспорта. Разработанные научные методики зачастую не достигают практического применения. Для создания эффективной системы диагностирования таких машин необходимо разработать метод объективной оценки выработанного или остаточного ресурса несущих металлоконструкций
На работоспособность упомянутых машин и агрегатов оказывают влияние многие факторы, в результате воздействия которых в элементах машин возникают неисправности механизмов, деталей; металлоконструкций и. других систем и узлов. Зачастую на остаточный ресурс этих машин основное влияние, оказывает состояние несущих металлоконструкций. Целесообразно процессы возникновения повреждений, диагностирования и определения остаточного ресурса потенциально опасных машин рассмотреть на примере металлоконструк-

виде напряженного состояния, дефектной структуре материала и величины нагружения до разрушения образца диагностируемой конструкции не требуется.
Сущность метода заключается в следующем: измеряют количество трещин птр, образующихся в нагруженном материале за время I, и строят зависимость 12тР =Х0- Полученную зависимость экстраполируют до момента времени Т„р, в котором вероятность образования кластера близка к единице. Измеряют среднюю длину трещин и объем области трещинообразования. Рассчитывают предельное число трещин ппр и определяют меру повреждения материала в момент времени г как вероятность образования кластера из предельного числа трещин. Применение способа не ограничено характером материала (металлы, полимеры, композиты, горные породы, лед), видом напряженного состояния, методом регистрации образующихся трещин (оптический, рентгеновский, акустоэмисион-ный, электрический, электромагнитный).
Диагностическим параметром в данном способе является количество трещин. К недостаткам способа можно отнести невысокую точность определения предельного числа трещин; необходимость постоянного наблюдения за их кинетикой, большую погрешность при экстраполяции зависимости количества трещин от времени и невозможность использования данного способа,для определения остаточного ресурса ГПМ по причине запрета эксплуатации ГПМ с трещинами в несущей металлоконструкции органами надзора [44, 48].
Известен метод оценки остаточного ресурса с помощью датчиков повреждений [8], отличающийся простотой и удобством. Датчики повреждений при этом* устанавливаются на* наиболее нагружаемых элементах конструкции; в местах, где появление усталостных разрушений наиболее -вероятно: В' силу возникновения в датчике необратимых повреждений его параметры, изменяются. В качестве датчиков, обычно используют пластину или; набор пластин, прикреплённых (приваренных) к элементу конструкции. Для ускорения накопления повреждений пластины устанавливаются* с концентраторами напряжений, (выкружка, галтель, отверстие) или усилителями деформаций.