動(dòng)臂式塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程發(fā)展迅速，密集建筑樓群不斷涌現(xiàn)，動(dòng)臂式塔機(jī)在建筑施工中發(fā)揮著重要的作用。隨著動(dòng)臂式塔機(jī)向大起升高度和大起重量方向的不斷發(fā)展，在滿足結(jié)構(gòu)靜態(tài)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求的同時(shí)，對(duì)塔機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文以JCD260動(dòng)臂式塔機(jī)為研究對(duì)象，建立了塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)參數(shù)化有限元模型，對(duì)其靜態(tài)性能和在脈動(dòng)風(fēng)載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了分析，研究了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　利用ANSYS軟件對(duì)

2、動(dòng)臂式塔機(jī)進(jìn)行靜剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算，結(jié)果表明塔機(jī)靜剛度、各構(gòu)件的強(qiáng)度和受壓桿件的穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求。
　　基于動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析法對(duì)動(dòng)臂式塔機(jī)進(jìn)行風(fēng)振特性研究。運(yùn)用AR模型法并采用Davenport脈動(dòng)風(fēng)速譜在MATLAB軟件中模擬了塔機(jī)脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，結(jié)果顯示脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程的模擬功率譜與目標(biāo)功率譜吻合較好，表明模擬的脈動(dòng)風(fēng)速合理有效。運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)動(dòng)臂式塔機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)前八階固有頻率和振型。采用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法

3、對(duì)動(dòng)臂式塔機(jī)在脈動(dòng)風(fēng)載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，與靜態(tài)分析結(jié)果對(duì)比表明，考慮風(fēng)載荷的脈動(dòng)效應(yīng)后，結(jié)構(gòu)沿風(fēng)向的振幅明顯增大，計(jì)算結(jié)果偏于不安全;脈動(dòng)風(fēng)載荷在初始時(shí)刻作用在塔機(jī)結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于偶然沖擊載荷，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大應(yīng)力響應(yīng)，在塔身根部主肢和起重臂第四、第五節(jié)臂架連接處出現(xiàn)了瞬時(shí)異常高的應(yīng)力值，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。因此，在塔機(jī)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)過程中需要考慮風(fēng)載荷的脈動(dòng)效應(yīng)且有必要進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
　　采用ANSYS軟件對(duì)動(dòng)臂式塔機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行諧響應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)塔機(jī)結(jié)構(gòu)的第二階固有頻率對(duì)其動(dòng)態(tài)性能影響最大;確定物品突然離地起升工況為結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)計(jì)算工況，對(duì)塔機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)動(dòng)位移響應(yīng)的最大幅值較大，結(jié)構(gòu)各部件均有較大幅度的振動(dòng)。為使動(dòng)臂式塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能和較輕的重量，將結(jié)構(gòu)自重W和第2階模態(tài)頻率f2作為動(dòng)態(tài)優(yōu)化的目標(biāo)，將結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移作為動(dòng)態(tài)優(yōu)化的狀態(tài)變量。利用ISIGHT軟件中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)動(dòng)臂式塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行靈敏度分析，確定了動(dòng)態(tài)優(yōu)化