本文關(guān)鍵詞：起重機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)及載荷擺動(dòng)研究

  更多相關(guān)文章： 塔式起重機(jī) 結(jié)構(gòu)振動(dòng) 載荷擺動(dòng) 有限元

【摘要】：隨著中國房地產(chǎn)業(yè)的興起,越來越多的塔式起重機(jī)被用于建筑中,而塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和載荷擺動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)是一個(gè)不容忽視的問題。本文主要通過兩種建模方法建立了塔式起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型,一是基于梁理論的塔式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)建模,二是基于有限元思想建立了塔式起重機(jī)力學(xué)方程,并對塔式起重機(jī)進(jìn)行了振動(dòng)分析。這兩種建模方式都是把塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與載荷的擺動(dòng)結(jié)合起來,為以后消除或者抑制載荷擺動(dòng)與結(jié)構(gòu)振動(dòng)相互作用引起的振動(dòng)打下理論基礎(chǔ)。本文研究的主要工作如下：(1)把塔式起重機(jī)的起重臂簡化成一個(gè)懸臂梁,載荷通過鋼絲繩與小車相連,這樣就確立了三者之間的位置關(guān)系。首先建立了主梁-小車振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)微分方程,其次建立了小車-載荷系統(tǒng)振動(dòng)模型的動(dòng)力學(xué)微分方程,最后建立了主梁-小車-載荷系統(tǒng)的振動(dòng)方程,并對振動(dòng)方程進(jìn)行了分析,得出各階模態(tài)通過移動(dòng)質(zhì)量進(jìn)行相互作用,移動(dòng)質(zhì)量再通過梁的各階模態(tài)振動(dòng)傳遞著能量。(2)基于有限元的思想,建立了塔式起重機(jī)的帶有瑞利耗散函數(shù)的Lagrange方程,基于小擺角假設(shè)和塔式起重機(jī)剛性假設(shè)對振動(dòng)方程進(jìn)行了初步的簡化,得到了載荷擺動(dòng)固有頻率表達(dá)式。在所得結(jié)果上加一個(gè)小擾動(dòng)項(xiàng),并通過載荷作圓錐擺運(yùn)動(dòng)與平面擺運(yùn)動(dòng),得到了塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)與載荷擺動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程。(3)利用ANSYS軟件對塔式起重機(jī)進(jìn)行了建模,并得出塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的固有頻率,仿真出了塔式起重機(jī)的前五階固有振型,并對塔式起重機(jī)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析。
【關(guān)鍵詞】：塔式起重機(jī) 結(jié)構(gòu)振動(dòng) 載荷擺動(dòng) 有限元
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究的目的和意義11-12
• 1.3 課題國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀13
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)15-27
• 2.1 狄拉克函數(shù)15
• 2.2 拉格朗日方程15-16
• 2.3 初等梁的彎曲振動(dòng)16-19
• 2.4 模態(tài)分析19-22
• 2.4.1 固有頻率與振型19-20
• 2.4.2 正交關(guān)系20-22
• 2.5 簡諧激勵(lì)22-25
• 2.5.1 主模態(tài)法23
• 2.5.2 頻率響應(yīng)法23-24
• 2.5.3 復(fù)特征值方法24-25
• 2.6 數(shù)值積分方法25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于梁理論的塔式起重機(jī)振動(dòng)分析27-37
• 3.1 鐵木辛可梁理論27-29
• 3.2 塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)模型29
• 3.3 主梁-小車系統(tǒng)振動(dòng)模型29-30
• 3.3.1 主梁-小車振動(dòng)模型簡化29-30
• 3.3.2 主梁-小車系統(tǒng)振動(dòng)微分方程30
• 3.4 小車-載荷系統(tǒng)振動(dòng)模型30-33
• 3.4.1 小車-載荷系統(tǒng)模型簡化30-31
• 3.4.2 小車-載荷系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程31-33
• 3.5 主梁-小車-載荷系統(tǒng)振動(dòng)模型33-35
• 3.5.1 主梁-小車-載荷系統(tǒng)模型簡化33
• 3.5.2 主梁-小車-載荷系統(tǒng)振動(dòng)微分方程33-35
• 3.6 算例分析35-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于有限元法的塔式起重機(jī)振動(dòng)方程37-47
• 4.1 有限元法的概述37
• 4.2 塔式起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型37-38
• 4.3 塔式起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)方程38-41
• 4.3.1 塔式起重機(jī)的動(dòng)能、勢能和瑞利耗散函數(shù)38-40
• 4.3.2 塔式起重機(jī)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的拉格朗日方程40-41
• 4.4 塔式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)方程的線性化處理41-42
• 4.4.1 小擺角假設(shè)41
• 4.4.2 塔式起重機(jī)剛性系統(tǒng)假設(shè)41-42
• 4.5 近似數(shù)值計(jì)算42-45
• 4.5.1 基于載荷圓錐擺運(yùn)動(dòng)塔式起重機(jī)柔性系統(tǒng)的假設(shè)42-44
• 4.5.2 基于載荷平面擺運(yùn)動(dòng)塔式起重機(jī)柔性系統(tǒng)的假設(shè)44-45
• 4.6 載荷擺動(dòng)時(shí)塔式起重機(jī)的位移響應(yīng)45-46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第5章 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)仿真分析47-58
• 5.1 塔式起重機(jī)的ANSYS建模47-51
• 5.1.1 ANSYS軟件簡介47
• 5.1.2 基于APDL參數(shù)化建立塔式起重機(jī)模型47-51
• 5.2 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的固有頻率51
• 5.3 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的固有振型51-54
• 5.4 塔臂諧響應(yīng)分析54-57
• 5.4.1 塔臂端部節(jié)點(diǎn)諧響應(yīng)分析54-55
• 5.4.2 塔臂中部節(jié)點(diǎn)諧響應(yīng)分析55-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-59
• 6.1 結(jié)論58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：570500