【摘要】： 隨著全國基礎設施建設的快速發(fā)展,起重機械在這過程中發(fā)揮著尤為重用的作用。起重機械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化和自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產(chǎn)率的重要工具和設備。目前,我國已擁有大量各式各樣的起重機械。對于碼頭和輪船等沿海場所工作的起重機,風場對起重機的作用比較明顯,風載荷成為了其結(jié)構(gòu)設計的主要考慮因素。起重機金屬結(jié)構(gòu)多由高、大、細、長的柔性構(gòu)件組成,因此,如何獲得合理的風載荷系數(shù)便成為了起重機風載荷研究的核心任務,具有及其重要的理論和實際工程應用價值。 本文主要通過計算流體力學軟件ANSYS CFX以數(shù)值模擬的方式詳細研究了起重機械常用基本構(gòu)件的風載荷系數(shù),為提高計算效率,采用了多臺計算機并行計算的方法進行計算。分析過程通過穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬兩種方式來完成,穩(wěn)態(tài)模擬使用標準的雷諾應力模型(RSM)獲得構(gòu)件穩(wěn)態(tài)無量綱風載荷系數(shù)(風力系數(shù)、阻力系數(shù)和升力系數(shù)),瞬態(tài)模擬使用大渦模擬(LES)獲得構(gòu)件瞬態(tài)無量綱風載荷系數(shù)(脈動風力系數(shù)、脈動阻力系數(shù)、脈動升力系數(shù)和各系數(shù)均方根),對這些系數(shù)在構(gòu)件截面高寬比H/D,長細比L/D,雷諾數(shù)Re和表面粗糙度影響下的變化規(guī)律進行詳細分析,得出了考慮構(gòu)件表面粗糙度的大雷諾數(shù)風力系數(shù),適用于王作風速比較大和非工作狀態(tài)下的風載荷計算。 本文首先通過模擬圓管、標準箱型體(無工藝邊、含工藝邊)、變截面箱型體構(gòu)件在表面粗糙度、外型尺寸和雷諾數(shù)影響下的柱體繞流現(xiàn)象,得出了各構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)風載荷系數(shù)和瞬態(tài)風載荷系數(shù)時均值,根據(jù)不同研究問題選取了不同的邊界條件,結(jié)果表明:風載荷系數(shù)主要隨截面的高寬比H/D、長細比L/D和雷諾數(shù)Re的不同呈明顯變化,各系數(shù)均隨高寬比H/D和長細比L/D的增加而增加,在一定范圍內(nèi),各系數(shù)均隨雷諾數(shù)Re增加而降低,構(gòu)件的表面粗糙度對各個構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)系數(shù)與瞬態(tài)系數(shù)也有一定的影響,均隨表面粗糙度的增加而減少,截面尺寸對其影響甚微,當來流速度都處于同一臨界范圍時,箱型體的工藝邊對箱型體構(gòu)件的風載荷系數(shù)有一定影響;其次,將部分構(gòu)件的數(shù)值結(jié)果同其它文獻所述結(jié)果進行對比,用以驗證數(shù)值方法的正確性;最后,給出了各粗糙構(gòu)件在高雷諾數(shù)影響下的風力系數(shù)值。 闡述了起重機結(jié)構(gòu)風載荷的計算方法,結(jié)合具體實例KTD30162028船用吊機討論了風載荷對起重機設計的影響,結(jié)果表明:應用大雷諾數(shù)風力系數(shù)可以使KTD30162028船用吊機風阻力矩減少18%,回轉(zhuǎn)阻力矩減少9%,非工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)應力降低約19%。
【圖文】：

直接損失數(shù)千萬元。在2004年8月16日傍晚突發(fā)的臺風暴雨中，張家港港務集團港埠分公司的2臺門機在行走制動器和防風鐵鞋正常的情況下發(fā)生了短距離移位滑動，，圖1.1為一起風災導致的起重機事故圖片。

在構(gòu)造網(wǎng)格時使用塊網(wǎng)格劃分方法，將流體域劃分成7個區(qū)域，在近壁面區(qū)域采用網(wǎng)格加密，根據(jù)模型的大小不同，所有模型網(wǎng)格數(shù)量均維持在3一8火10，。穩(wěn)態(tài)計算和階態(tài)計算模型的整體流域三維流域圖和網(wǎng)格劃分如圖3.2、圖3.3所示:
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH21

【引證文獻】

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1 高楊;登高平臺消防車風振分析[D];大連理工大學;2012年

2 常亞瓊;基于ADINA的門機風載流固耦合分析與碰撞動力學研究[D];武漢理工大學;2012年

3 林長剛;自升式海洋平臺風載荷及風暴環(huán)境圖譜研究[D];大連理工大學;2013年

4 朱小海;大型門式起重機結(jié)構(gòu)特性與系統(tǒng)虛擬仿真研究[D];西南交通大學;2013年

5 管勛;槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中聚光裝置的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[D];華南理工大學;2013年

本文編號：2610777