動臂式塔式起重機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、我國城市化建設進程發(fā)展迅速，密集建筑樓群不斷涌現(xiàn)，動臂式塔機在建筑施工中發(fā)揮著重要的作用。隨著動臂式塔機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)強度、剛度及穩(wěn)定性要求的同時，對塔機結(jié)構(gòu)進行動態(tài)特性研究具有重要的現(xiàn)實意義。論文以JCD260動臂式塔機為研究對象，建立了塔機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)參數(shù)化有限元模型，對其靜態(tài)性能和在脈動風載荷作用下的動態(tài)響應進行了分析，研究了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動態(tài)特性并進行了動態(tài)優(yōu)化設計。
　　利用ANSYS軟件對

2、動臂式塔機進行靜剛度、強度和穩(wěn)定性計算，結(jié)果表明塔機靜剛度、各構(gòu)件的強度和受壓桿件的穩(wěn)定性均滿足設計要求。
　　基于動態(tài)響應分析法對動臂式塔機進行風振特性研究。運用AR模型法并采用Davenport脈動風速譜在MATLAB軟件中模擬了塔機脈動風速時程，結(jié)果顯示脈動風速時程的模擬功率譜與目標功率譜吻合較好，表明模擬的脈動風速合理有效。運用ANSYS軟件對動臂式塔機結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)前八階固有頻率和振型。采用瞬態(tài)動力學分析方法

3、對動臂式塔機在脈動風載荷作用下的動態(tài)響應進行研究，與靜態(tài)分析結(jié)果對比表明，考慮風載荷的脈動效應后，結(jié)構(gòu)沿風向的振幅明顯增大，計算結(jié)果偏于不安全;脈動風載荷在初始時刻作用在塔機結(jié)構(gòu)上相當于偶然沖擊載荷，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大應力響應，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)了瞬時異常高的應力值，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。因此，在塔機結(jié)構(gòu)抗風設計過程中需要考慮風載荷的脈動效應且有必要進行動態(tài)優(yōu)化。
　　采用ANSYS軟件對動臂式塔機結(jié)構(gòu)進

4、行諧響應分析，發(fā)現(xiàn)塔機結(jié)構(gòu)的第二階固有頻率對其動態(tài)性能影響最大;確定物品突然離地起升工況為結(jié)構(gòu)動態(tài)計算工況，對塔機結(jié)構(gòu)進行動力響應分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)動位移響應的最大幅值較大，結(jié)構(gòu)各部件均有較大幅度的振動。為使動臂式塔機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有良好的靜、動態(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作為動態(tài)優(yōu)化的目標，將結(jié)構(gòu)動應力、動位移作為動態(tài)優(yōu)化的狀態(tài)變量。利用ISIGHT軟件中的試驗設計方法對動臂式塔機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行靈敏度分析，確定了動態(tài)優(yōu)化