岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究

时间:2023-10-31 03:38:24 作者:gengke 综合材料 收藏本文 下载本文

【导语】“gengke”通过精心收集,向本站投稿了3篇岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究,下面是小编为大家带来的岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究,希望大家能够喜欢!

篇1:岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究

岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究

岸边集装箱起重机抗风性能设计是不可缺少的控制性环节.本文对65 t-65 m岸边集装箱起重机风洞试验的模型进行了计算流体动力学(CFD)数值模拟.通过计算几个典型的风向角和风速工况下起重机风洞试验模型,得到了丰富的流场及压力场信息,并绘制了速度分布和压力分布图.与风洞试验的.数值对比,所得误差较小,说明使用CFD数值模拟的方法计算岸边集装箱起重机风载荷是可行的.

作 者:田洪德 商伟军 邹华敏 Tian Hongde Shang Weijun Zon Huamin  作者单位:田洪德,Tian Hongde(天津港中煤华能煤码头有限公司)

商伟军,Shang Weijun(上海永致机电设备有限公司)

邹华敏,Zon Huamin(上海振华港机(集团)股份有限公司)

刊 名:港口装卸 英文刊名:PORT OPERATION 年,卷(期):2009 “”(3) 分类号:U6 关键词:岸边集装箱起重机   风载荷   风洞试验   CFD  

篇2:岸边集装箱起重机风致振动研究

岸边集装箱起重机风致振动研究

岸边集装箱起重机风致振动研究

桂寿平  吕英俊 刘树道 桂程飞  陆丽芳

摘要:针对岸边集装箱起重机(简称岸桥)的结构特点及其工作环境的特殊性,采用Wilson-θ法推导了脉动风压作用下结构的动力响应计算公式,通过编制风振计算分析程序,并针对实际的岸桥,进行风振计算机仿真。

关键词:风振   Wilson-θ法  动力响应 计算机仿真

Study of the quayside container crane’s wind vibration

Abstract:Aim at the quayside container crane’s structure characteristic and its special work condition, with the method of Wilson-θ, deduced the crane’s calculate formula of dynamic response under wind press, compiled the corresponding program. As an example,

a container crane was calculated, and was used for computer simulation.

Keywords: wind vibration; the method of Wilson-θ; dynamic response; computer simulation;

引言

起重机作为一种高耸结构,对地震及风荷载的影响十分敏感。尤其是近年来,起重机数量增多,高度增加,风致振动影响愈来愈多,风毁事故也时有发生。宁波港镇海作业区两台10t门座起重机,分别于1979年和1980年在非工作状态时,因风振引起箱形矩形截面拉杆断裂;上海港、天津港也都出现过由风振引起的起重机拉杆断裂事故,严重影响了港口的正常工作,造成极大的经济损失。由于岸桥处于码头前沿工作,其迎风面积大,风力作用中心高,重心高,极易引起风振,造成事故。随着国际贸易的发展,集装箱运量激增,岸桥不断朝着大型化、高效化方向发展,对风致振动更为敏感。因此有必要对其风振现象进行研究。本文针对岸桥的风振现象,建立相关的力学与数学模型及其计算机仿真,获得风振过程中仿真性态,适用于设计、检测与有关技术管理部门分析与参考。

1.结构简图

如图1所示,通常在岸桥基距小于轨距的情况下,风荷载产生的作用(平行

于大车轨道方向,岸桥结构迎风面积大),作为基本建模依据。

图1   岸边集装箱起重机钢结构简图

2.岸桥钢结构风振的计算模型

起重机风荷载分工作状态与非工作状态两类。非工作状态下所承受的风荷载比工作状态下的.风荷载大得多,更容易造成风致破坏,因此研究非工作状态下起重机的风致振动具有直接的现实意义。

计算模型为多质点组合钢架体系。其所受风荷载根据脉动风的随机性特点,采用时域内的随机模拟方法,模拟成时间的函数作用于各质点,在时间域内直接求解运动微分方程求得结构的响应。图2

所示为岸桥钢结构的计算模型,为便于计算,将图2所示模型简化为图3所示模型。

图2  岸桥的计算模型

图3  简化后的模型

岸桥钢结构风振响应的动力学方程一般为:

  ……(1)

式中,M、C、K分别为岸桥钢结构的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;分别为岸桥钢结构的位移、速度和加速度向量;F为结构的脉动风荷载向量。

在时域内求解方程(1)采用Wilson-θ法,计算和分析表明,此法通常为无条件稳定,只要积分步长取得合适,就能得到满意结果。

根据Wilson-θ法的原理,由文献[1]给出一个动力学方程,设第n步的系统位移向量

及其导数已知,要预测下一步位移向量,假设加速度向量按直线增加。令代表计算步长,并设定:在从t到)这一时间区段中任一时间

的加速度按下式变化:

对上式进行一次和二次积分,并以取代可得到时刻的加速度和速度向量的表达式,并代入式(1),经整理可得:

   …………(2)

式中

系数

对于一个已知系统,

是已知的,因此解线性方程(2)就可得到时刻的位移向量,对其进行积分后便可得

求得

时刻的位移、速度、加速度向量之后,用线性插值的方法退回到,求出时刻的位移、速度和加速度向量,以作为下一步计算的起点。

篇3:岸边集装箱起重机风致振动研究

桂寿平  吕英俊 刘树道 桂程飞  陆丽芳

摘要:针对岸边集装箱起重机(简称岸桥)的'结构特点及其工作环境的特殊性,采用Wilson-θ法推导了脉动风压作用下结构的动力响应计算公式,通过编制风振计算分析程序,并针对实际的岸桥,进行风振计算机仿真。

关键词:风振   Wilson-θ法  动力响应 计算机仿真

Study of the quayside container crane’s wind vibration

Abstract:Aim at the quayside container crane’s structure characteristic and its special work condition, with the method of Wilson-θ, deduced the crane’s calculate formula of

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