[01144396]岸边集装箱起重机动态性能提升技术与应用

该项目属于港口机械设计与制造领域。 岸桥的科技含量越来越高,正朝着大型化、高速化、自动化和智能化,以及高可靠性、长寿命、低能耗、环保型方向发展。针对超巴拿马型岸桥结构设计与制造已难以满足买方市场对大型岸桥动态性能、疲劳性能和整机自重精确控制要求的难题,校企联合研发有效提升超大型岸桥整体性能的优化策略和技术。在国家火炬计划、上海市教委科研创新项目等项目的联合资助下,历时近十年展开深入系统的研究,解决了超大型集装箱起重机性能提升关键技术难题,并推广应用。本项目取得了三方面技术创新成果： 1)为解决结构晃动引起的工作效率低的问题,再造结构动力优化设计流程,在方案设计时采用拓扑优化的方法,重点放在战略层面,包括构形、布局、构件类型选择、关键点布置等方面;在细节设计时,建立优化模型,经灵敏度分析后缩减结构主参数,获得最优的岸桥动力性能;建立了岸桥沿小车、大车方向的整机的数学模型,提出了基于动特性的起制动策略,包括运行机构合理的起制动时间和加速度曲线,并已通过写入操作流程和改编电控方式,应用于港口码头的服役岸桥上。该成果缩短了设计周期、减少了成本、有效防止了吊载晃动、定位准确、提高了工作效率、节省了维护时间和费用。 2)为解决部分产品大车平衡梁开裂的问题,先通过实船测试,找到开裂原因,在此基础上提出改进细节设计和修补方案;以基于应力的Brown-Miller多轴疲劳损伤模型为基础,准确预测港机多向受载且应力水平高的结构件疲劳寿命,该技术已推广应用,使用该技术后,开裂状况基本得以避免,为公司节约了成本,挽回了声誉。 该项目获授权国际发明专利3项、国家发明专利4项、实用新型专利2项,软件著作权2项,获得中国专利优秀奖1项,申请国际发明专利1项、国家发明专利1项,制定国家标准1项,出版专著1本,发表论文20余篇,其中10篇被SCI、EI收录,培养研究生20多名,校企合办的国家级工程实践中心已接收200多名本科生和30余名教师实习,成果技术指标达到国际先进水平。经统计,近三年该技术已应用与世界10余个港口订购的岸桥设计中,近50个港口岸桥的制造和售后服务中,新增产值超18亿元,新增利润超1.6亿元,新增税收超3.2亿元,创收外汇1.86亿美元,节约资金1.74亿元,对巩固我国集装箱起重机的行业榜首地位具有重要作用。