起重機常用基本構件風載荷系數研究.pdf

1、隨著全國基礎設施建設的快速發(fā)展，起重機械在這過程中發(fā)揮著尤為重用的作用。起重機械是現代工業(yè)企業(yè)中實現生產過程機械化和自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產率的重要工具和設備。目前，我國已擁有大量各式各樣的起重機械。對于碼頭和輪船等沿海場所工作的起重機，風場對起重機的作用比較明顯，風載荷成為了其結構設計的主要考慮因素。起重機金屬結構多由高、大、細、長的柔性構件組成，因此，如何獲得合理的風載荷系數便成為了起重機風載荷研究的核心任務，具有及其

2、重要的理論和實際工程應用價值。 本文主要通過計算流體力學軟件ANSYSCFX以數值模擬的方式詳細研究了起重機械常用基本構件的風載荷系數，為提高計算效率，采用了多臺計算機并行計算的方法進行計算。分析過程通過穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬兩種方式來完成，穩(wěn)態(tài)模擬使用標準的雷諾應力模型(RSM)獲得構件穩(wěn)態(tài)無量綱風載荷系數(風力系數、阻力系數和升力系數)，瞬態(tài)模擬使用大渦模擬(LES)獲得構件瞬態(tài)無量綱風載荷系數(脈動風力系數、脈動阻力系數、脈動升力

3、系數和各系數均方根)，對這些系數在構件截面高寬比H/D，長細比L/D，雷諾數Re和表面粗糙度影響下的變化規(guī)律進行詳細分析，得出了考慮構件表面粗糙度的大雷諾數風力系數，適用于工作風速比較大和非工作狀態(tài)下的風載荷計算。 本文首先通過模擬圓管、標準箱型體(無工藝邊、含工藝邊)、變截面箱型體構件在表面粗糙度、外型尺寸和雷諾數影響下的柱體繞流現象，得出了各構件的穩(wěn)態(tài)風載荷系數和瞬態(tài)風載荷系數時均值，根據不同研究問題選取了不同的邊界條件，結

4、果表明：風載荷系數主要隨截面的高寬比H/D、長細比L/D和雷諾數Re的不同呈明顯變化，各系數均隨高寬比H/D和長細比L/D的增加而增加，在一定范圍內，各系數均隨雷諾數Re增加而降低，構件的表面粗糙度對各個構件的穩(wěn)態(tài)系數與瞬態(tài)系數也有一定的影響，均隨表面粗糙度的增加而減少，截面尺寸對其影響甚微，當來流速度都處于同一臨界范圍時，箱型體的工藝邊對箱型體構件的風載荷系數有一定影響；其次，將部分構件的數值結果同其它文獻所述結果進行對比，用以驗證數