本文關(guān)鍵詞：門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的研究分析是門機(jī)在設(shè)計(jì)制造過程中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。目前各國(guó)規(guī)范上對(duì)門機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的計(jì)算均以靜態(tài)載荷為主,但隨著門式起重機(jī)跨度的增大,工作速度的提升,載荷的動(dòng)態(tài)效應(yīng)對(duì)門機(jī)結(jié)構(gòu)的影響愈加明顯。為了深入研究大跨度門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的自身特性以及在載荷動(dòng)態(tài)過程中的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性,本文借用大型結(jié)構(gòu)有限元分析軟件ANSYS、碰撞沖擊仿真軟件LS-DYNA對(duì)門機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)特性、起升響應(yīng)、地震響應(yīng)以及輪軌接觸碰撞方面進(jìn)行了研究。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：1.利用ANSYS對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。完成了門機(jī)有限元模型創(chuàng)建,尤其是柔性鉸結(jié)構(gòu)有限元處理。按照規(guī)范對(duì)工況載荷取值的要求,完成了門機(jī)在剛度工況、強(qiáng)度工況、地震工況下的詳細(xì)的靜力學(xué)分析,結(jié)果表明結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。2.利用ANSYS對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行模態(tài)及瞬態(tài)分析,得到了門機(jī)結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和振型參與系數(shù)。結(jié)果表明門架結(jié)構(gòu)的低階振型將控制其地震響應(yīng)振動(dòng),并計(jì)算出瞬態(tài)分析所需要的阻尼值,編寫了門機(jī)在起升、地震瞬態(tài)分析中的APDL命令流。3.利用ANSYS及APDL技術(shù)對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行了起升動(dòng)態(tài)特性研究。對(duì)起升過程各階段建立了運(yùn)動(dòng)微分方程,求得鋼絲繩時(shí)程拉力,將其以離散載荷形式對(duì)門架結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)的激勵(lì),得到整機(jī)系統(tǒng)在起升過程中各方向的振動(dòng)情況和應(yīng)力響應(yīng)情況。結(jié)果表明按《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行起升載荷等效計(jì)算結(jié)果偏于不安全,且門架在沿小車軌道方向存在較大的變形。4.利用ANSYS及APDL技術(shù)對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行了地震動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究。推導(dǎo)了門機(jī)在地震激勵(lì)下的振動(dòng)分析模型,完成地震波選取調(diào)整以及對(duì)有限元模型的多點(diǎn)激勵(lì),得到門機(jī)的地震動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況,分析門機(jī)在不同波速和行波方向下的響應(yīng)規(guī)律,并和一致輸入下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明按《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行地震載荷的等效計(jì)算,結(jié)果偏于不安全；行波效應(yīng)會(huì)加劇門機(jī)的地震動(dòng)態(tài)響應(yīng),且不同的波速和行波方向會(huì)影響門機(jī)的地震響應(yīng)。5.利用LS-DYNA對(duì)門式起重機(jī)車輪進(jìn)行了動(dòng)態(tài)接觸研究。按照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范要求,建立了輪軌接觸模型,模擬車輪通過軌縫和偏斜運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過程,得到其接觸區(qū)的應(yīng)力分布等值線圖和應(yīng)力變化時(shí)程曲線。結(jié)果表明接觸區(qū)存在滲透,動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)接觸斑形狀發(fā)生改變,應(yīng)力增大；通過軌縫時(shí)輪軌未出現(xiàn)瞬時(shí)脫離。本文的研究?jī)?nèi)容與成果,可為大跨度門機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究提供參考與借鑒,同時(shí)也可以為大跨度門機(jī)的設(shè)計(jì)制造提供一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：門式起重機(jī) 起升特性 地震響應(yīng) 行波效應(yīng) 多點(diǎn)輸入 輪軌接觸
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 起重機(jī)起升特性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 起重機(jī)地震響應(yīng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 起重機(jī)輪軌接觸研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容和意義16-18
• 第2章 門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究18-34
• 2.1 門式起重機(jī)參數(shù)簡(jiǎn)介18-19
• 2.2 模型處理19-22
• 2.2.1 單元選擇19-20
• 2.2.2 單位制選擇20-21
• 2.2.3 模型簡(jiǎn)化21-22
• 2.2.4 邊界約束22
• 2.3 柔性鉸結(jié)構(gòu)有限元處理22-26
• 2.3.1 基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.2 參數(shù)定義23-24
• 2.3.3 有限元處理24-26
• 2.4 門機(jī)結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析26-29
• 2.4.1 載荷和工況26-27
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)分析27-28
• 2.4.3 結(jié)果討論28-29
• 2.5 門機(jī)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析29-34
• 2.5.1 分析理論29-30
• 2.5.2 分析步驟30-31
• 2.5.3 結(jié)果討論31-34
• 第3章 門式起重機(jī)瞬態(tài)分析34-41
• 3.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)理論34-37
• 3.1.1 基本運(yùn)動(dòng)方程34-35
• 3.1.2 ANSYS求解方法35-36
• 3.1.3 瞬態(tài)分析步驟36-37
• 3.2 動(dòng)力學(xué)阻尼選取37
• 3.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)37-41
• 3.3.1 APDL技術(shù)38
• 3.3.2 參數(shù)化分析的實(shí)現(xiàn)38-41
• 第4章 門式起重機(jī)起升動(dòng)態(tài)特性研究41-52
• 4.1 起升載荷研究41-48
• 4.1.1 起升過程動(dòng)態(tài)特性41-44
• 4.1.2 起升載荷輸入44-45
• 4.1.3 APDL命令流45-48
• 4.2 起升響應(yīng)結(jié)果分析48-50
• 4.2.1 起升載荷靜力分析48
• 4.2.2 起升動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析48-50
• 4.3 起升響應(yīng)結(jié)果討論50-52
• 第5章 門式起重機(jī)地震動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究52-69
• 5.1 地震基本特性52-53
• 5.1.1 地震波52-53
• 5.1.2 地震震級(jí)53
• 5.1.3 地震烈度53
• 5.2 地震載荷研究53-60
• 5.2.1 地震激勵(lì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程54-55
• 5.2.2 地震波選取55-57
• 5.2.3 地震波輸入57-58
• 5.2.4 APDL命令流58-60
• 5.3 地震響應(yīng)結(jié)果分析60-67
• 5.3.1 地震載荷靜力分析60-61
• 5.3.2 一致輸入與多點(diǎn)輸入下地震響應(yīng)分析61-64
• 5.3.3 不同波速下地震響應(yīng)分析64-67
• 5.4 地震響應(yīng)結(jié)果討論67-69
• 第6章 門式起重機(jī)車輪動(dòng)態(tài)接觸研究69-75
• 6.1 仿真分析原理69-70
• 6.2 輪軌有限元模型70-72
• 6.3 動(dòng)態(tài)接觸結(jié)果討論72-74
• 6.4 輪軌接觸分析結(jié)論74-75
• 結(jié)論與展望75-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 金學(xué)松,溫澤峰,張衛(wèi)華;輪對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)輪軌滾動(dòng)接觸應(yīng)力的影響[J];工程力學(xué);2004年01期

2 謝治;起重機(jī)鋼制車輪的有限元接觸分析[J];港口裝卸;2003年05期

3 沈榮勝;王勝春;張青;;塔式起重機(jī)起升動(dòng)載激勵(lì)下的瞬態(tài)響應(yīng)分析[J];建筑機(jī)械化;2011年08期

4 胡留現(xiàn);李一帆;王慧萍;;小型門式起重機(jī)靜力學(xué)及模態(tài)分析數(shù)值模擬的研究[J];礦山機(jī)械;2010年15期

5 溫澤峰,金學(xué)松,張衛(wèi)華;鋼軌軌縫接觸-沖擊的有限元分析[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

6 吉軍;張輝;張順利;李山;;塔式起重機(jī)地震響應(yīng)研究[J];西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

  本文關(guān)鍵詞：門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與動(dòng)力學(xué)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：325977