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《中北大学》 2019年
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门式起重机的风致振动分析及风振控制研究

王腾飞  
【摘要】:门式起重机作为重要的吊装、搬运机械,在我国的工业生产中占据着重要的地位。一般情况下,门式起重机都是在室外工作,比如,港口、铁路、矿场等。在这些环境中,就免不了要受到风的作用。又因为风有较强的脉动性,在作用到起重机的结构上时,会使起重机发生振动,既影响结构的安全,又降低工作的效率。针对上述问题,本文以“L”型门式起重机为研究对象,综合运用有限元方法、AR模型法等对门式起重机的风致振动进行了分析,验证了起重机结构的安全性;并根据门式起重机的结构特点进行了风振控制装置的设计研究,最后达到减小起重机振动响应的目的,对门式起重机的风振控制研究有一定的意义。本论文的主要内容如下:(1)通过一些因风引发的起重机事故,分析了风作用到起重机上时会带来的危害。然后将静风载荷作用到门式起重机上,通过ANSYS Workbench软件分析起重机结构的变形与应力,结果显示,结构的变形与应力都在允许的范围内;(2)把风载按照脉动风载来进行计算。首先使用AR模型法在MATLAB中模拟出脉动风的风速时程和风压时程,在ANSYS Workbench软件中对模型进行模态分析,并提取前10阶的自振频率及其对应振型,对起重机的动刚度进行验证。最后,通过时程分析方法得到门式起重机在脉动风载下的振动响应,将结果与静风载荷得到的结果进行对比研究,结果显示,风载的脉动特性会使结构的变形和应力增大。(3)根据门式起重机的结构特点和工作形式,通过对风振控制装置进行研究,最后确定了适合门式起重机风振控制的方案——安装调频液体阻尼器(TLD),然后对TLD参数进行设置。最后通过时程分析对TLD的风振控制效果进行研究,并将结果与不安装TLD的分析结果进行对比。最后得出,安装TLD能有效控制起重机的风振响应,使最大应力减小了16.3%,最大变形减小了16.5%。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TH213.5

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