門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的研究分析是門(mén)機(jī)在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。目前各國(guó)規(guī)范上對(duì)門(mén)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(mén)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(mén)機(jī)結(jié)構(gòu)的影響愈加明顯。為了深入研究大跨度門(mén)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(guò)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(mén)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

2、究。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.利用ANSYS對(duì)門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。完成了門(mén)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(mén)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
　　2.利用ANSYS對(duì)門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行模態(tài)及瞬態(tài)分析，得到了門(mén)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(mén)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

3、瞬態(tài)分析所需要的阻尼值，編寫(xiě)了門(mén)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(mén)式起重機(jī)進(jìn)行了起升動(dòng)態(tài)特性研究。對(duì)起升過(guò)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(mén)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(guò)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(mén)架在沿小車(chē)軌道方向存在較大的變形。
　　4.利用ANSY

4、S及APDL技術(shù)對(duì)門(mén)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(mén)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(mén)機(jī)的地震動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況，分析門(mén)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(mén)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(mén)機(jī)的地震響應(yīng)。
　　5.利用LS-DYNA對(duì)門(mén)式起重機(jī)車(chē)輪進(jìn)行了動(dòng)