本文關(guān)鍵詞：門式起重機隨機地震響應(yīng)及可靠度分析

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【摘要】：門式起重機由于吊運貨物方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點,是起重運輸機械中最為常見、用途最為廣泛的大型設(shè)備。我國是多地震國家,強震發(fā)生時由于起重機倒塌事故造成的破壞和損失不容忽視。目前我國對起重機的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計仍停留在靜力分析階段,現(xiàn)行的《起重機設(shè)計手冊》將地震載荷簡化為等效的集中靜載荷。但由于地震動發(fā)生及地震動載荷的隨機特性,為保證門式起重機結(jié)構(gòu)的抗震安全性,對其進(jìn)行隨機地震響應(yīng)及動力可靠度分析是十分必要的。本文主要的研究工作如下(后文門式起重機簡稱為“門機”)：1.利用ANSYS對門機進(jìn)行結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)靜力學(xué)分析。創(chuàng)建某大跨度門機有限元模型,根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》的要求分別在剛度工況、強度工況、地震工況對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核。2.利用ANSYS對門機進(jìn)行模態(tài)分析和多維一致地震反應(yīng)譜分析。通過模態(tài)分析得到門機前10階自振頻率、振型及在各自由度上的模態(tài)參與系數(shù)。建立門機結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)譜分析動力學(xué)方程,分別在五種輸入工況下對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)譜分析并編寫相應(yīng)的APDL命令流。分別選取柔性支腿和主梁的節(jié)點來對比不同輸入工況下門機結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移反應(yīng)結(jié)果。3.介紹門機結(jié)構(gòu)隨機地震反應(yīng)分析理論及幾種隨機地震動模型。根據(jù)概率論及隨機振動理論,推導(dǎo)門機結(jié)構(gòu)體系在多維平穩(wěn)隨機地震激勵下的動力學(xué)方程并求解。4.利用ANSYS對門機進(jìn)行多維多點隨機地震響應(yīng)分析。采用杜修力-陳厚群隨機地震模型并選取合適的參數(shù),分別在五種輸入工況下對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行隨機地震響應(yīng)分析并編寫相應(yīng)的APDL命令流。分別選取柔性支腿的和主梁的節(jié)點來對比不同輸入工況下門機結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移反應(yīng)結(jié)果,最后分別對比門機地震反應(yīng)譜分析和隨機地震響應(yīng)分析得到的應(yīng)力、位移結(jié)果。5.門機隨機地震動力可靠度分析�；谑状纬狡茐睦碚摷敖徊钸^程泊松假設(shè),推導(dǎo)門機隨機動力可靠度計算公式。根據(jù)門機隨機地震響應(yīng)分析結(jié)果,分別選取五種不同輸入工況下主梁跨中Y向位移反應(yīng)均方值最大的節(jié)點為控制點,借用MATLAB實現(xiàn)門機結(jié)構(gòu)抗震動力可靠度的計算。本文的研究成果可為門機隨機地震響應(yīng)分析提供參考,同時也可為門機結(jié)構(gòu)的抗震可靠度設(shè)計提供一定的理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：門式起重機 隨機地震響應(yīng)分析 多維多點 動力可靠度 首超破壞 反應(yīng)譜分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 選題背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論研究13-15
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)抗震動力可靠度研究15
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容15-18
• 第2章 門式起重機建模及結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析18-27
• 2.1 門式起重機參數(shù)簡介18
• 2.2 模型處理18-21
• 2.2.1 單元選擇19
• 2.2.2 單位制選擇19-20
• 2.2.3 模型簡化20-21
• 2.2.4 邊界約束21
• 2.3 門機結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析21-27
• 2.3.1 計算載荷21-22
• 2.3.2 計算工況22-23
• 2.3.3 結(jié)構(gòu)分析23-25
• 2.3.4 結(jié)果討論25-27
• 第3章 門式起重機模態(tài)分析和地震反應(yīng)譜分析27-47
• 3.1 模態(tài)分析理論27-30
• 3.2 門機模態(tài)分析結(jié)果及討論30-33
• 3.2.1 分析步驟30
• 3.2.2 結(jié)果討論30-33
• 3.3 反應(yīng)譜分析理論33-38
• 3.3.1 單自由度彈性體系的地震反應(yīng)譜分析33-34
• 3.3.2 設(shè)計反應(yīng)譜34-35
• 3.3.3 門機結(jié)構(gòu)體系的地震反應(yīng)譜分析35-38
• 3.4 門機地震反應(yīng)譜分析38-42
• 3.4.1 門機反應(yīng)譜曲線38
• 3.4.2 分析步驟38-40
• 3.4.3 APDL命令流40-42
• 3.5 門機地震反應(yīng)譜分析結(jié)果與討論42-47
• 3.5.1 應(yīng)力結(jié)果分析42-43
• 3.5.2 位移結(jié)果分析43-47
• 第4章 結(jié)構(gòu)隨機振動理論及隨機地震動模型47-58
• 4.1 隨機過程的數(shù)字特征47-49
• 4.2 隨機地震動模型49-54
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)隨機干擾的一般模型50-51
• 4.2.2 一維隨機地震模型51-54
• 4.2.3 三維隨機地震模型54
• 4.3 結(jié)構(gòu)隨機振動分析54-58
• 4.3.1 單自由度線性體系的隨機反應(yīng)分析54-56
• 4.3.2 門機結(jié)構(gòu)體系的隨機反應(yīng)分析56-58
• 第5章 門機隨機地震響應(yīng)分析58-74
• 5.1 隨機地震動模型及參數(shù)選取58
• 5.2 分析步驟58-62
• 5.3 APDL命令流62-64
• 5.4 門機隨機地震響應(yīng)分析結(jié)果與討論64-69
• 5.4.1 應(yīng)力結(jié)果分析64-66
• 5.4.2 位移結(jié)果分析66-69
• 5.5 門機隨機地震分析與反應(yīng)譜分析結(jié)果對比69-74
• 5.5.1 應(yīng)力結(jié)果對比69-70
• 5.5.2 位移結(jié)果對比70-74
• 第6章 門機隨機地震動力可靠度分析74-81
• 6.1 結(jié)構(gòu)的失效或破壞準(zhǔn)則74-76
• 6.1.1 門機結(jié)構(gòu)的破壞形式74-75
• 6.1.2 首超破壞準(zhǔn)則75-76
• 6.2 門機基于首超破壞準(zhǔn)則的動力可靠度分析76-78
• 6.2.1 隨機反應(yīng)超越界限的概率分析76-77
• 6.2.2 泊松假設(shè)下的動力可靠性計算77-78
• 6.3 基于MATLAB的隨機地震動力可靠度計算78-81
• 結(jié)論與展望81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88

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本文編號：640017