門式起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)仿真與動力學(xué)分析.pdf

1、門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的研究分析是門機在設(shè)計制造過程中最重要的一項內(nèi)容。目前各國規(guī)范上對門機金屬結(jié)構(gòu)的計算均以靜態(tài)載荷為主，但隨著門式起重機跨度的增大，工作速度的提升，載荷的動態(tài)效應(yīng)對門機結(jié)構(gòu)的影響愈加明顯。為了深入研究大跨度門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的自身特性以及在載荷動態(tài)過程中的動力學(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對門機結(jié)構(gòu)的強度、剛度、振動特性、起升響應(yīng)、地震響應(yīng)以及輪軌接觸碰撞方面進行了研

2、究。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　1.利用ANSYS對門式起重機進行了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。完成了門機有限元模型創(chuàng)建，尤其是柔性鉸結(jié)構(gòu)有限元處理。按照規(guī)范對工況載荷取值的要求，完成了門機在剛度工況、強度工況、地震工況下的詳細的靜力學(xué)分析，結(jié)果表明結(jié)構(gòu)的剛度、強度滿足設(shè)計要求。
　　2.利用ANSYS對門式起重機進行模態(tài)及瞬態(tài)分析，得到了門機結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和振型參與系數(shù)。結(jié)果表明門架結(jié)構(gòu)的低階振型將控制其地震響應(yīng)振動，并計算出

3、瞬態(tài)分析所需要的阻尼值，編寫了門機在起升、地震瞬態(tài)分析中的APDL命令流。
　　3.利用ANSYS及APDL技術(shù)對門式起重機進行了起升動態(tài)特性研究。對起升過程各階段建立了運動微分方程，求得鋼絲繩時程拉力，將其以離散載荷形式對門架結(jié)構(gòu)進行持續(xù)的激勵，得到整機系統(tǒng)在起升過程中各方向的振動情況和應(yīng)力響應(yīng)情況。結(jié)果表明按《起重機設(shè)計規(guī)范》進行起升載荷等效計算結(jié)果偏于不安全，且門架在沿小車軌道方向存在較大的變形。
　　4.利用ANSY

4、S及APDL技術(shù)對門式起重機進行了地震動態(tài)響應(yīng)研究。推導(dǎo)了門機在地震激勵下的振動分析模型，完成地震波選取調(diào)整以及對有限元模型的多點激勵，得到門機的地震動態(tài)響應(yīng)情況，分析門機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)果進行對比。結(jié)果表明按《起重機設(shè)計手冊》進行地震載荷的等效計算，結(jié)果偏于不安全;行波效應(yīng)會加劇門機的地震動態(tài)響應(yīng)，且不同的波速和行波方向會影響門機的地震響應(yīng)。
　　5.利用LS-DYNA對門式起重機車輪進行了動