港口起重機矩形拉桿渦激振動研究.pdf

1、港口起重機用于沿海大風多發(fā)區(qū)，具有迎風面積大、阻尼小、柔性大等特點。在港口起重機設計中，風載荷是結構設計的主要控制載荷。拉桿是港口起重機重要組成構件，具有細長比大、剛度小等特點，很容易發(fā)生渦激振動，而劇烈的振動能夠引起拉桿的疲勞開裂，造成安全事故。
　　 對于矩形拉桿，最常用的防振措施是在矩形拉桿上面開孔。這種措施能夠破壞旋渦脫落的形成，使升力系數減小，旋渦脫落頻率遠離拉桿的固有頻率，從而改善拉桿的振動情況。但是現在國內、外對如

2、何在矩形拉桿上面開孔的研究很少，這就造成了在拉桿設計過程中，缺少理論依據，設計不合理，經常出現拉桿大幅度振動現象。所以，研究如何在拉桿上面開孔顯得很有必要。
　　 本文通過研究發(fā)現，孔的方向、大小、種類均能影響拉桿的旋渦脫落。本文以山海關造船廠某港口起重機的矩形拉桿為背景，應用計算流體力學軟件ANSYSCFX11.0，對矩形拉桿開孔措施進行研究，得到最優(yōu)化的開孔方式。本文具體研究工作如下：
　　 (1)對具有不同R(寬度

3、/高度)的矩形拉桿模型進行數值模擬，得到斯托拉哈數St、升力系數CL、阻力系數CD隨R的變化曲線，得出R對拉桿渦激振動的影響。研究結果對矩形拉桿截面的設計具有指導意義。
　　 (2)分別研究了在橫風向開孔和順風向開孔這兩種開孔方式下，孔的大小和形式對旋渦脫落的影響，得出孔的最佳尺寸和位置。研究結果能指導矩形拉桿的開孔設計。
　　 (3)以山海關某港口起重機的矩形拉桿為例，對現有拉桿模型進行數值模擬，并根據本文研究的結論，