港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)研究

張?jiān)拭?/p>

（營(yíng)口港務(wù)集團(tuán)有限公司盤錦港集團(tuán)有限公司，遼寧 營(yíng)口 115000）

港口的運(yùn)載能力直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，分析我國(guó)港口運(yùn)行結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，多數(shù)的機(jī)械設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展趨勢(shì)，而港口機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)受到自然環(huán)境、人為因素、工況等多種因素的影響，降低了其穩(wěn)定性，分析港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可以保障港口貿(mào)易活動(dòng)的有序開展。

1 港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響因素

1.1 氣候因素

氣候環(huán)境會(huì)在一定程度上對(duì)不同的電子設(shè)備產(chǎn)生影響。例如，在一些港口地區(qū)中存在著較為嚴(yán)重的污染問題，這種問題就會(huì)導(dǎo)致港口可視化設(shè)備出現(xiàn)不同程度的定位失準(zhǔn)的問題，這些因素會(huì)直接影響港口機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性。而在一些沿海港口城市中，會(huì)受到沿海區(qū)域周邊地理特征以及天氣因素的影響，降低港口機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)此，要根據(jù)實(shí)際分析港口的具體狀況合理地選擇量化體系。

1.2 管理因素

管理因素與機(jī)械設(shè)備故障率有著直接的關(guān)系，也直接影響設(shè)備的老化程度。在一般情況下，故障率越高，則設(shè)備的穩(wěn)定性則越差。分析現(xiàn)階段我國(guó)大部分港口機(jī)械設(shè)備的實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，多數(shù)的設(shè)備均處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這些問題也是現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的主要因素。同時(shí)，港口設(shè)備的工作期限也是直接影響港口機(jī)械設(shè)備維護(hù)工作的關(guān)鍵。從整體上來說，現(xiàn)階段港口機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)均處于被動(dòng)管理的狀態(tài)中，工作人員在工作過程中如果出現(xiàn)操作性的失誤，也會(huì)直接影響機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 工況因素

工況因素就是直接對(duì)港口機(jī)械設(shè)備工作效率產(chǎn)生影響的環(huán)境因素，這些因素是一種確定存在的因素，具有普遍性的特征，其主要有機(jī)械運(yùn)行過程中的作用力、化學(xué)品腐蝕以及電磁因素等等。機(jī)械作用力對(duì)周邊港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有較為直接的關(guān)鍵性影響，同時(shí)，港口機(jī)械設(shè)備具有較大的荷載能力，工期相對(duì)較長(zhǎng)，機(jī)械作用力的分析是一種常規(guī)性的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容，其運(yùn)載對(duì)象直接影響了設(shè)備承受荷載之間的差異性，現(xiàn)階段較為主要的作用力主要就是沖擊力、震蕩以及離心加速等。

同時(shí)，在實(shí)踐中要重點(diǎn)分析港口機(jī)械設(shè)備的疲勞應(yīng)力、機(jī)械作用力等因素，根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)其系統(tǒng)分析。化學(xué)品腐蝕則主要就是鋁礬土以及化肥等化學(xué)物品之間的成分相對(duì)較為復(fù)雜，而不同的化學(xué)品對(duì)于不同的機(jī)械設(shè)備之間的腐蝕程度也具有一定的差異性。

2 港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)研究

2.1 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，確定優(yōu)化結(jié)果

在優(yōu)化設(shè)計(jì)中要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)設(shè)計(jì)變量的確定分析，分析目標(biāo)函數(shù)以及約束條件數(shù)學(xué)化的表達(dá)方式，分析最優(yōu)化的目標(biāo)。

同時(shí)，要對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的主要部分主梁進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建與優(yōu)化分析，通過遺傳算法以及粒子群算法等方式分析主梁金屬結(jié)構(gòu)是否滿足結(jié)構(gòu)安全性的不同需求，要保障其實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力之間均勻分布以及減小自重分析。實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的對(duì)比分析，了解分析其目標(biāo)函數(shù)的變化，保障其達(dá)到最小值。

根據(jù)實(shí)際狀況節(jié)能型優(yōu)化結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證分析，對(duì)比分析在移動(dòng)荷載的不同工況中的剛度與擾度信息，在優(yōu)化后要保障其可以滿足強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)優(yōu)化要求，具有節(jié)省材料、降低成本的效果，繼而實(shí)現(xiàn)港口機(jī)械的數(shù)字化設(shè)計(jì)分析。

2.2 構(gòu)建荷載組合以及作業(yè)工況有限元?jiǎng)屿o態(tài)分析

通過分析軟件構(gòu)建有限元模型，通過分析功能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備機(jī)構(gòu)強(qiáng)度以及擾度的靜態(tài)分析處理，通過相應(yīng)的東塔分析處理。例如，分析橋式抓斗裝卸船的載荷組合，通過公司計(jì)算分析，根據(jù)實(shí)際工況，分析作業(yè)環(huán)境，確定荷載組合，在實(shí)踐中因?yàn)橐苿?dòng)荷載作用主要在前大梁端梁位置，因此，要分析金屬結(jié)構(gòu)的自重荷載，分析起身荷載等因素，無須分析風(fēng)荷載。

在有限元的靜動(dòng)態(tài)分析中，在處理靜態(tài)分析過程中，主要及時(shí)對(duì)靜力學(xué)強(qiáng)度與擾度兩個(gè)安全性的指標(biāo)進(jìn)行分析。在金屬結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析上則主要就是對(duì)其模態(tài)分析，通過對(duì)特征值分析確定具體的結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性，通過卸船機(jī)金屬結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模型分析，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)共振等問題，進(jìn)而了解在不同類型中的動(dòng)力荷載響應(yīng)，為其他動(dòng)力學(xué)分析中的估算求解控制性的參數(shù)。

2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)荷載仿真分析

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行荷載仿真，在港口結(jié)構(gòu)玩的設(shè)計(jì)過程中就要確定對(duì)應(yīng)的荷載普，通過仿真法與實(shí)測(cè)法兩種方式進(jìn)行處理，這樣可以避免實(shí)測(cè)法造成的資金與人力的損失，縮短周期也提升了數(shù)據(jù)利用效率；也有效地避免了全部通過仿真法而造成現(xiàn)實(shí)與理論上的脫節(jié)問題，進(jìn)而避免誤差問題，

提升監(jiān)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。因此，荷載仿真技術(shù)通過將實(shí)測(cè)法與仿真法的有效融合，可以通過對(duì)港口機(jī)械機(jī)構(gòu)的危險(xiǎn)位置的實(shí)測(cè)，實(shí)現(xiàn)將應(yīng)力時(shí)間歷程作為網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的訓(xùn)練指標(biāo)，構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)荷載仿真模型系統(tǒng)。

同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仿真模型中構(gòu)建人機(jī)械設(shè)備幅度以及具體的結(jié)構(gòu)尺寸等要求，通過對(duì)應(yīng)的應(yīng)力時(shí)間歷程可以計(jì)算獲得仿真結(jié)果，通過機(jī)械專家對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果的綜合性分析，通過此種方式可以有效地降低實(shí)測(cè)的工作量，進(jìn)而提升仿真測(cè)量的精準(zhǔn)性，為運(yùn)載工作的穩(wěn)定開展奠定了基礎(chǔ)。

2.4 基于反求工程與優(yōu)化方法的可靠性設(shè)計(jì)分析

港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是基于反求工程與優(yōu)化方法的可靠性設(shè)計(jì)分析，在設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)機(jī)械長(zhǎng)寬高與壁厚等作為主要的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量分析。在設(shè)計(jì)中要基于規(guī)范要求，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)制造需求，通過將方差限定值比例設(shè)置為一組不獨(dú)立的變量，將實(shí)際的獨(dú)立變量控制在4個(gè)范圍中，再綜合分析方差等問題，進(jìn)而有效地進(jìn)行優(yōu)化合計(jì)分析。

分析可靠度與截面積，將其作為最大的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)可以有效地避免為了追求可靠性而缺乏對(duì)經(jīng)濟(jì)性問題的分析，此種方式就是經(jīng)濟(jì)可靠度。港口機(jī)械機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到港口經(jīng)濟(jì)利益，直接影響了港口工作人員人身安全，通過專業(yè)的部門進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，對(duì)其重點(diǎn)研討，有效地解決發(fā)生的故障問題，根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理，基于港口機(jī)械設(shè)備的實(shí)際狀況系統(tǒng)分析，改良機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能，提升力學(xué)性能，可以在根本上提升港口工程質(zhì)量，保障各項(xiàng)工作有序開展。

2.5 重視設(shè)備改造與維修管理

在實(shí)踐中，要明確技術(shù)改造與維修是兩項(xiàng)獨(dú)立的工作模式，通過有效的技術(shù)改造可以提升設(shè)備的性能，完善設(shè)備功能，增強(qiáng)設(shè)備的原廠技術(shù)性能，在根本上提升設(shè)備的技術(shù)能力與水平。通過先進(jìn)的技術(shù)手段可以更新機(jī)械設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到提升設(shè)備技術(shù)能力的目的與要求。

通過合理的維修管理，可以為技術(shù)的合理應(yīng)用提供基礎(chǔ)性的保障，在港口機(jī)械設(shè)備的維修過程中，其最為關(guān)鍵的目的就是保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，保障其可以滿足不同的生產(chǎn)需求。合理的維修工作，具有較為顯著的差異性，在時(shí)間中要根據(jù)不同設(shè)備的不同類型，基于實(shí)際要求制定科學(xué)合理、有規(guī)劃的維修內(nèi)容，在實(shí)踐中逐步有效地落實(shí)各項(xiàng)目標(biāo)與計(jì)劃，維修工作要在保障經(jīng)濟(jì)合理地基礎(chǔ)上，為機(jī)械設(shè)備提供專業(yè)化的技術(shù)性服務(wù)，在實(shí)踐中要根據(jù)實(shí)際需求做好技術(shù)分析，根據(jù)實(shí)際狀況定期的進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)檢查分析。

2.6 系統(tǒng)調(diào)試

PLC是系統(tǒng)調(diào)試的重要手段，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行港口機(jī)械的應(yīng)用分析，通過系統(tǒng)傳送裝置的設(shè)置，基于特定的步驟對(duì)其進(jìn)行調(diào)試處理，調(diào)試確定的控制隊(duì)形，隨機(jī)選擇PLC型號(hào)，確定硬件電路以及軟件的設(shè)計(jì)后，對(duì)其進(jìn)行在線的模擬測(cè)試分析，要及時(shí)對(duì)不符合要求的內(nèi)容進(jìn)行有序的調(diào)整以及檢修控制。

3 結(jié)語

港口是我國(guó)對(duì)外貿(mào)易的壁壘，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的管理與控制，提升港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可以提升港口的經(jīng)濟(jì)效益。分析港口機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)際狀況將影響港口機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素作為重點(diǎn)研究對(duì)象，綜合各項(xiàng)因素，有效地解決在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的缺陷問題，可以通過科學(xué)的方式合理設(shè)計(jì)，進(jìn)而為港口機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定作業(yè)奠定基礎(chǔ)。