[发明专利]一种确定在役海上平台起重机承载力的方法

说明书

一种确定在役海上平台起重机承载力的方法。主要目的在于确定具有单特征性的现役起重机的承载力。其特征在于，所述方法包括如下步骤：现役起重机吊臂及A字架布置应变传感器，应变测试采集不同起升角度下的应变数据；利用有限元软件建立起重机整体结构有限元多尺度模型；利用应变测试试验采集的应变数据校准起重机整体结构多尺度模型，以消除起重机整体结构有限元多尺度模型建模误差，获得现役海洋平台起重机有限元多尺度基准模型；以该有限元多尺度基准模型代表现役起重机实际状态，利用所获得的有限元多尺度基准模型进行起重机最大设计载荷下仿真试验，计算得到起重机承载能力。

技术领域：

本发明涉及一种确定在役海上平台起重机承载力的方法。

背景技术：

目前海洋平台起重机承载能力的试验是根据出厂时承载能力表中给定的起升角度及载荷关系，起重机吊钩或吊具悬挂相应重量的水袋，悬挂时间不少小于5min。试验时，起重机在试验负载下进行慢速起升、回转与变幅试验，同时还应进行起升、回转与变幅机构的制动试验，各个角度下都应该进行对应负载的试验。如果吊臂能够满足以上试验要求，说明起重机满足原出厂载荷要求，如果吊臂无法完成上述试验，说明起重机不满足原出厂载荷要求，起重机就要进行维修、更换或者报废。起重机在使用过程中由于海洋环境等因素影响容易造成杆件的腐蚀和结构的损伤，使得现役起重机的承载能力往往不能达到出厂时候的要求，仅通过是否满足出厂载荷要求来判定起重机的承载能力缺乏科学性和准确性，并且一定程度上也增加了生产成本。而实际情况是，海洋平台起重机由于所受环境载荷的不同、安装使用规范性等的差异，使得每一部现役起重机都具有单特征性。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种确定在役海上平台起重机承载力的方法，该种方法确保了起重机结构有限元多尺度模型中完整全面呈现了现役起重机结构所赋予的特征，该有限元多尺度基准模型可以代表现役起重机实际状态，所获得的目标起重机有限元多尺度基准模型进行起重机最大设计载荷下仿真试验，计算得到起重机实际承载能力。

本发明的技术方案是：该种确定在役海上平台起重机承载力的方法，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；