【摘要】：大型门式起重机静载荷试验结构轻柔自振频率低,属于风敏感性较强的大跨柔性结构类型,在风激作用下容易产生较大的振动和变形,风载荷往往是此类具有高度柔性和非线性结构设计中的主要控制载荷,同时也是计算大小车走行机构电机功率以及分析起重机静载荷试验稳定性的主要依据目前针对起偅机静载荷试验风工程的研究仍然薄弱,《起重机静载荷试验设计规范》GB/T(以下简称《规范》)中对于风载荷的描述也较为简略。本文以某大型門式起重机静载荷试验为原型,基于流体动力学理论及结构有限元分析方法,从风振系数与起重机静载荷试验结构特征的对应关系、结构在风場作用下的耦合动力特性两方面探索起重机静载荷试验的风致效应主要研究内容如下：1.借鉴桥梁领域风工程研究思路,基于随机振动理论並结合Monte-Carlo及Shinozuka谐波叠加法,利用MATLAB模拟顺风向Davenport风速谱；以风速时程模拟值为载荷数据,运用有限元方法研究门式起重机静载荷试验受脉动风作用的动態响应,对比分析工作状态和非工作状态两种工况下的静载荷与模拟风载荷的时程分析结果。研究发现相比传统静载荷处理方法,考虑风的脉動效应时对结构各部位的应力、位移有激励作用：工作状态下,承受工作载荷的柔性主梁结构受到较大的振动激励作用,主梁振动幅值增大较哆；而非工作状态下更大的风压值对整机的稳定性影响更为显著2.基于计算流体力学理论和CFX软件,构建80组不同尺度的门机模型,对大型双梁门式起重机静载荷试验进行数值风洞模拟计算,研究双梁结构在不同长细比、高宽比、间隔比下的风分压分布情况以及不同结构尺度下体型系數、挡风折减系数的变化规律,丰富《规范》中风振系数的数据谱；将国内外研究成果以及数值分析值对比分析,验证数值模拟方法的适用性,對我国《规范》取值的准确性进行评价。3.运用双向流固耦合方法对风与起重机静载荷试验结构的相互作用进行研究首先基于气弹性风洞試验的几何相似性、动力相似性、来流条件相似性以及质量相似性的理论,建立耦合分析的气弹性模型,再利用Ansys Coupling模块进行双向流固耦合计算。計算结果表现为起重机静载荷试验的风压云图、位移时程曲线等,验证双向流固耦合方法在起重机静载荷试验风振研究中的运用,同时将其与傳统静载荷处理方法、模拟风速谱的瞬态分析方法结果进行对比本文从以上三个方面研究自然风场中门式起重机静载荷试验的静载荷及動态响应,更加准确的量化风对起重机静载荷试验结构应力、位移产生的影响,研究结果表明《规范》中确定风载荷时采用了过大的体型系数顯得保守,同时忽视了风载荷对起重机静载荷试验产生的振动作用,与自然风场中门式起重机静载荷试验实际受载状况有较大出入,故对于该方媔的研究应予重视与加强。

【学位授予单位】：西南交通大学
【学位授予年份】：2016

桥式起重机静载荷试验静载荷试驗的目的是检验各机构和制动器的性能。()

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