起重機(jī)常用基本構(gòu)件風(fēng)載荷系數(shù)研究.pdf

1、隨著全國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，起重機(jī)械在這過程中發(fā)揮著尤為重用的作用。起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)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(shè)備。目前，我國已擁有大量各式各樣的起重機(jī)械。對于碼頭和輪船等沿海場所工作的起重機(jī)，風(fēng)場對起重機(jī)的作用比較明顯，風(fēng)載荷成為了其結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要考慮因素。起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)多由高、大、細(xì)、長的柔性構(gòu)件組成，因此，如何獲得合理的風(fēng)載荷系數(shù)便成為了起重機(jī)風(fēng)載荷研究的核心任務(wù)，具有及其

2、重要的理論和實(shí)際工程應(yīng)用價值。 本文主要通過計算流體力學(xué)軟件ANSYSCFX以數(shù)值模擬的方式詳細(xì)研究了起重機(jī)械常用基本構(gòu)件的風(fēng)載荷系數(shù)，為提高計算效率，采用了多臺計算機(jī)并行計算的方法進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的雷諾應(yīng)力模型(RSM)獲得構(gòu)件穩(wěn)態(tài)無量綱風(fēng)載荷系數(shù)(風(fēng)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(fēng)載荷系數(shù)(脈動風(fēng)力系數(shù)、脈動阻力系數(shù)、脈動升力

3、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(xì)比L/D，雷諾數(shù)Re和表面粗糙度影響下的變化規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)分析，得出了考慮構(gòu)件表面粗糙度的大雷諾數(shù)風(fēng)力系數(shù)，適用于工作風(fēng)速比較大和非工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷計算。 本文首先通過模擬圓管、標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)載荷系數(shù)和瞬態(tài)風(fēng)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)

4、果表明：風(fēng)載荷系數(shù)主要隨截面的高寬比H/D、長細(xì)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(xì)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(dāng)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(fēng)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(xiàn)所述結(jié)果進(jìn)行對比，用以驗(yàn)證數(shù)