[发明专利]一种确定在役海上平台起重机承载力的方法

权利要求书

1.一种确定在役海上平台起重机承载力的方法，其特征在于包括如下步骤:

第一步，对目标海上平台起重机进行整体结构强度静动载应变测试；

第二步，建立构成目标海上平台起重机主体的材料性能数据库和几何截面参数数据库；

第三步，利用ansys有限元软件建立目标海上平台起重机整体结构有限元多尺度模型，将起重机应变测试时传感器所在位置的杆件实体化，其他杆件使用梁单元，根据第一步的起升下放角度进行数值计算，得到试验载荷下有限元计算应变值；

第四步，利用第一步的测试应变数据修正起重机整体结构有限元多尺度模型；

第五步，通过对第四步所获得的修正后的有限元多尺度基准模型进行起重机最大承载能力F_s下仿真试验，初始F_s取值为起重机出厂时的最大承载力的值，求取f_a、f_bx及f_by，其中f_a是轴向压应力、f_bx是第一水平方向弯曲应力、f_by是第二水平方向弯曲应力，第一水平方向与第二水平方向夹角为90°；将所求得的f_a、f_bx及f_by代入公式(5)和(6)，判断公式(5)和(6)是否同时成立；

式中f_a——轴向压应力，Pa；

F_a——仅有轴向力存在时许用压应力，Pa；

f_bx——由M₂引起的弯曲应力，Pa；

f_by——由M₃引起的弯曲应力，Pa；

F_y——材料的屈服极限，Pa；

F_bx——和M₂相对应的许用弯曲应力，Pa；

F_by——和M₃相对应的许用弯曲应力，Pa；

——除以安全系数后的欧拉应力(Pa)，E为材料的弹性模量，值为2.10×10¹¹Pa，C_m为系数，C_mx＝C_my＝0.85；

第六步，当公式(5)和(6)同时成立时，确定起重机最大承载力为F_s；

当公式(5)和(6)不能同时成立时，重复执行第五步，在第五步中调整F_s值，每次减少10N，重新计算，直到使公式(5)和公式(6)同时成立，此时得到的承载力记为F_f。

2.根据权利要求1所述的一种确定在役海上平台起重机承载力的方法，其特征在于，所述步骤中的第一步按照如下路径进行：

对目标海上平台起重机进行应变试验，分别采集吊臂在空载时从50°起升到60°、70°和80°的应力数据和负载时从50°起升到60°、70°和80°的应力数据，负载通过起重机主钩悬挂水袋实现，采集负载在吊臂起升80°的应力数据后，放空水袋中的水，继续采集此状态下吊臂由80°、70°、60°到50°的应力数据，测试时，以起重机设计载荷的25％-30％来选择水袋中水的重量；测试时，起重机吊臂上布置至少24支应变传感器，A字架上布置至少8支应变传感器，采集到起重机测试的应变数据。