2010年计算机，机电一体化，控制和电子工程国际会议（CMCE） 港口起重机安全评价试验研究外文翻译资料

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2010年计算机，机电一体化，控制和电子工程国际会议（CMCE）

港口起重机安全评价试验研究

周向南，肖汉斌

武汉理工大学-物流工程学院

武汉，中国voldemortchow@yahoo.com

摘要：随着中国港口的快速发展，港口起重机自动化程度不断提高，人们对港口起重机的安全性提出了更高的要求。实践证明，基于测试与相关理论分析的安全评估是至关重要的。本文以门式起重机为例介绍港口起重机金属结构试验，其中包括了主要零件静态和动态载荷应力试验，重要焊接位置NDT等。本文还介绍了港口起重机的安全评价理论，这种安全评价理论非常适合港口起重机，并且广泛应用于大多数港口企业。

关键词：安全评估; 金属结构; 测试; 港口起重机

1 介绍

随着经济全球化的快速发展，中国港口发展迅速。港口起重机自动化程度不断提高，人们对港口起重机的安全性能提出了更高的要求。因此，港口起重机的实用有效的安全评估方法对于港口企业变得至关重要。实践证明，基于测试与相关理论分析的安全评估非常适合港口起重机^[1]。本文主要以门式起重机为例，介绍港口起重机的安全评估测试。

金属结构是整个港口起重机的骨架，是港口起重机最重要的部分。金属结构用于支撑起重机的机械和电气设备、起吊和转移货物。另一方面，港口起重机上的金属结构又必须留有一定的操作空间。据统计，金属结构的重量通常占整个起重机重量的60％-70％。对于具有大量金属结构的港口型卡车来说，这一比例可能上升到85％-90％。金属结构的失效不仅会使起重机失去功能，而且还可能发生严重事故^[2][3]。因此，它在港口起重机的安全使用中起着决定性的作用，港口起重机的安全评价主要是关于金属结构这方面的。

2 测试安全评估

2.1 静载荷应力测试

本项是通过测试在不同大小的静载荷下，门式起重机的结构承载能力，从而进行相关安全评估，这也有助于后面动载荷应力试验测量点的选择。通过ANSYS静态分析，结合港口起重机相关设计理论和工程测试经验，我们选择如下静态应力测量点，并在测量点的位置粘贴应力应变仪，如图1所示。

图1 测量点的位置示意图

试验利用了静态应变试验设备，在几种常见的起重机工况下进行，试验结果如表1所示。根据试验结果分析，可以得出结论：正常试验工况下的应力，都小于许用应力，故结构静态强度满足工作要求。

表1 典型负载测试结果

' R=33m '表示起重机的工作幅度为33m。

' Rmax'表示起重机的最大工作幅度。

受拉应力为“ ”，受压应力为“-”

2.2 动态负载应力测试

本项通过测试门式起重机在动载荷下的结构承载能力，从而进行相关的安全评估。我们选择点C，D3，G3，H2，14，J作为动态负载应力测试点，因为这些点是静态负载应力较高的典型位置。起重机负荷16t时的动载荷应力曲线如图2所示

试验由动态应变试验设备在如下工作条件下进行：起升---制动---Rmax到Rmin---下降和制动---返回原始位置。

“Rmin”表示起重机的吊臂处于最小幅度，

“Rmax”表示起重机的吊臂处于最大幅度。

（1）点C，D3和G3的动载荷应力曲线

（2）点H2，I4和J的动载荷应力曲线 M =最大值 S =稳态值 C =对比值

图2 动载荷应力曲线

由此，我们得出结论:所有测量点的动载荷应力的最大值、稳态值和对比度值都在正常范围内，故起重机的结构动态强度满足工作要求。

2.3 重要焊接位置的无损检测

本项通过测量门式起重机重要金属结构件的焊接质量，从而进行相关安全评价。实验利用了超声波探伤仪CTS-2000的超声波测试方法，这是一种用于检测金属结构的重要焊接位置质量的NDT（无损检测）方法，检测位置如图3所示。

图3. 超声波测试的检测位置

安全评估测试还包括关于局部变形，厚度变化，金属结构耐腐蚀等测试项目。

3 安全评价方法

综合分析测量数据和现代非线性计算机辅助工程理论，可以从相关方面对金属结构进行全面的安全评价。通过综合分析，我们可以根据模糊理论建立安全评价标准。金属结构安全评价指数是一个综合指标，并且指标的主要参数在不同情况下也会发生变化。所以我们应该综合考虑不同情况，利用模糊理论和经验，制定适合不同情况的安全评价标准^[4]。

4 结论

实践证明，基于相关理论分析的测试的安全评价对港口起重机是非常有意义的。因此它是港口起重机安全评价的实用有效方法。测试的准确性对提高港口起重机安全评估具有重要意义。为了使评价更加客观，应该进行全面分析和考虑不同情况。

致谢

感谢武汉理工大学，本研究的自主决定和创新得到其研究基金支持。

参考文献

[1] H. Shan G. Liu，《基于测试和计算的起重机的安全评价和应用》，武汉理工大学学报，第25卷，第10期，第74-76页，2003年10月。

[2] D. Gu Y. Guo,《起重机金属结构的安全评价分析需要先进的理论和方法》，水利电力机械，第3卷，第3-4页，1988年6月.

[3] 张Y 刘J 陈L,《安全评估系统及其在港口机械中的应用》，港口作业，第3卷，第7-9页，2007年3月。

[4] G. Liu，H. Xiao C. Pan，《用于起重机金属结构安全评价分析的高级理论与方法》，水利与电力动力机械学报，第3卷，第4-8页，1998年6月。

研究论文

基于WPF的门座式起重机的虚拟现实方法

Jingsong Li, Quan Liu, and Hang Su

无线宽带通信与传感网络技术研究，武汉大学学报（社会科学版），湖北430070

通讯联系：Jingsong Li; jingsongtree@whut.edu.cn

收稿日期：2013年3月15日;出版日期：2013年5月22日

学术编辑：Shane Xie

版权所有@ 2013 Jingsong Li等。 本文是由知识共享署名许可分发的开放性文章，允许被媒体自由使用、刊发和复印，前提是不能修改本文。

摘要：随着虚拟现实技术的发展，门座式起重机监控系统也在逐步向虚拟化迈进; 市面上也有大量虚拟仿真实验软件。通过对国内外虚拟现实技术发展现状的全面分析，本文提出了一种基于WPF技术的虚拟现实方法。该方法的具体内容总结如下：首先，用3ds Max对门座式起重机建模，包括门架，司机室和吊钩等结构。其次，模拟场景增加了港口场景，包括海洋，天空和港口。最后，我们使用WPF搭建门座式起重机监控系统的虚拟现实模块。我们通过一系列的性能测试，得到的测试结果表明：用WPF系统对门座式起重机进行三维建模，可以提高CPU利用率，减少内存使用。

1介绍

随着信息技术的发展，虚拟现实技术在大型港口机械上的应用越来越广泛。许多公司已经开发了各式各样的门座式起重机远程监控系统。然而，这些监控系统通常通过示意图、图例和数据来模拟门座式起重机的操作状态^[1]。这些呈现的信息并不能描述大量港口机械的运行状态，而且还缺少了用户交互。

Windows Presentation Foundation（WPF）是由Micros-oft Corporation ^[2]研发的基于windows vista的用户界面框架。WPF应用程序也可以用作独立的桌面程序，或作为网站中的嵌入对象托管。WPF旨在统一一些常见的用户元素：如2D / 3D渲染、文档排版、图形绘制、动画运行和预渲染媒体。然后，在各种基础上，用户可以通过数据交互来绑定链接，编辑以上这些元素。Microsoft发布的WPF版本有五个：WPF3.0（2006年11月），WPF3.5（2007年11月），WPF3.5sp1（2008年8月），WPF4（2010年4月）和WPF4.5（2012年8月）。

本文研究了WPF技术和3D建模技术，并在此基础上提出了一种基于WPF的门座式起重机3D建模方法，建立了基于3D沉浸式和交互式实时模拟的新一代监控系统环境。该系统可以模拟门座式起重机的实时三维虚拟场景，并实时三维模拟显示港口机械的运行状态和工作环境。系统用户可以在任何地方、任何观察点进行多角度实时监控。

2 Windows Presentation Foundation

几十年来，随着电子设备触屏操作技术的日益普及，在日常工作和生活中使用屏幕操作是非常方便的。而且，Windows开发人员使用的触屏技术在

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