桥式起重机主梁结构时变可靠性分析.pdfVIP

安全技术 江苏特种设备 2014 桥式起重机主梁结构时变可靠性分析 1 2 王建华 　李小朋 （1江苏省特检院　2太重煤机有限公司） 摘 要 以桥式起重机主梁结构为研究对象，时变可靠性理论为研究基础，研究桥式起重机主梁结构的抗力退化和载荷效应 的时变可靠性模型，建立了桥式起重机主梁结构的时变可靠度数学模型，同时与静态可靠性方法求得的可靠度指标 进行了对比。经工程实例验证，时变模型能更好的反映结构的实际可靠度，同时验证了时变模型的合理性。 关键词 时变可靠性理论　抗力退化　载荷效应　时变可靠度 随着国内外对结构可靠性问题研究的深入， 模型写为： 采用可靠性理论对结构的优劣进行评价逐渐受到 （1） 人们的重视。传统的结构可靠性理论研究认为结 式中： Z (t ) ——随时间变化的功能函数； 构材料的抗力和所承受的载荷在服役期内是基本 R (t ) ——随时间变化的结构抗力； 不变的，该方法得到的是一个静态概率指标。实 S (t ) ——随时间变化的载荷效应。 际上结构在长期的使用过程中，由于使用环境和 在结构的服役期[0，T]，结构的安全界限定 自然环境等的综合因素的影响，结构的材料特性 义为： 随着时间的推移将会出现损伤。这种损伤容易造 （2） 成结构抗力性能的退化，结构的抗力随着服役时 相应的失效概率表述为： 间的增长而衰退。服役期间结构所承受的载荷也 （3） 是随机的，工作强度也随着时间的变化发生着变 当结构抗力和载荷效应均服从正态分布时， 化。时变可靠度分析方法考虑了时间因素，所得 时变可靠度指标表述为： 的结构可靠度更加科学合理。因此，研究结构时 （4） 变可靠度分析是现有结构可靠度评估的重要问题 和迫切需要。 2　金属结构时变抗力模型 1　时变可靠性理论 由于实验数据的缺乏，为了研究桥式起重 对金属结构而言，随着使用年限的增加，在 机主梁结构的抗力衰减对可靠性的影响，抗力的 内部因素和外部载荷的作用下，金属结构的抗力 时变模型描述为结构的初始抗力与衰减函数的乘 在逐渐弱化。同时考虑抗力和载荷两个综合变量 积。很多研究认为结构抗力服从正态分布，抗力 的时变性的可靠度理论，就是金属结构时变可靠 的均值呈下降趋势，标准差由于结构的离散性呈 性理论[1] 。 增大趋势[2] 。 当考虑载荷和抗力的时变性时，结构的时变 结构抗力随时间变化的关系式可表述为： JIANGSU SPECIAL EQUIPMEN