門式起重機結構動態(tài)仿真與動力學分析.pdf

1、門式起重機金屬結構的研究分析是門機在設計制造過程中最重要的一項內(nèi)容。目前各國規(guī)范上對門機金屬結構的計算均以靜態(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)效應對門機結構的影響愈加明顯。為了深入研究大跨度門式起重機金屬結構的自身特性以及在載荷動態(tài)過程中的動力學響應特性，本文借用大型結構有限元分析軟件ANSYS、碰撞沖擊仿真軟件LS-DYNA對門機結構的強度、剛度、振動特性、起升響應、地震響應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構靜力學分析。完成了門機有限元模型創(chuàng)建，尤其是柔性鉸結構有限元處理。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分析，結果表明結構的剛度、強度滿足設計要求。
　　2.利用ANSYS對門式起重機進行模態(tài)及瞬態(tài)分析，得到了門機結構的自振頻率、振型和振型參與系數(shù)。結果表明門架結構的低階振型將控制其地震響應振動，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構進行持續(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力響應情況。結果表明按《起重機設計規(guī)范》進行起升載荷等效計算結果偏于不安全，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技術對門式起重機進行了地震動態(tài)響應研究。推導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)響應情況，分析門機在不同波速和行波方向下的響應規(guī)律，并和一致輸入下的結果進行對比。結果表明按《起重機設計手冊》進行地震載荷的等效計算，結果偏于不安全;行波效應會加劇門機的地震動態(tài)響應，且不同的波速和行波方向會影響門機的地震響應。
　　5.利用LS-DYNA對門式起重機車輪進行了動