小车行驶速度对岸边集装箱起重机前大梁动力响应影响的仿真分析

LOGO小车行驶速度对岸边集装箱起重机前大梁动力响应影响的仿真分析硕士毕业设计论文答辩报告上海海事大学学科专业：机械电子工程作者姓名：谢海霞指导教师：郑苏完成日期：二零一一年六月报告的主要内容论文研究的背景及意义1论文的主要内容2总结与展望3上海海事大学论文研究的背景及意义近十年来小车的运行速度，有了大幅的提高，小车运行速度的提高与大梁结构动载荷的影响有多大，是否有可能因小车的高速运行激发起大梁结构的共振，这都是值得探讨的问题。因为引起的共振会使小车与前大梁动力响应加剧，加速结构的疲劳，甚至可能会产生意外地破坏。上海海事大学论文研究的背景及意义本文以上海振华港机公司建造的岸边集装箱起重机为研究对象，结合大型有限元软件ANSYS对移动载荷作用在前大梁上的过程进行仿真模拟，从而观察岸边集装箱起重机前大梁的动力响应规律。本文的研究成果力图为岸边集装箱起重机大梁的设计提供一些参考。上海海事大学论文的主要内容岸桥系统有限元模型的建立1岸桥系统的模态分析2岸桥系统的瞬态动力学分析3上海海事大学岸桥系统有限元模型的建立箱型梁和圆管结构2691个节点3种单元类型1100个单元5种实常数5种材料属性上海海事大学岸边集装箱起重机有限元模型岸桥系统有限元模型的建立岸边集装箱起重机的基本参数有效起重量：65000kg集装箱重量：45000kg小车重量：25000kg吊具重量：20000kg前伸距：65000mm后伸距：18000mm轨距：30480mm上海海事大学上海海事大学岸桥系统有限元模型的建立岸桥起重机约束与耦合示意图节点号耦合110,112UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ111,113UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ205,219UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ199,224UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ189,229,234UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ182,236,237UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ202,238UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ196,239UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ251,186UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ183,252UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ176,254UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ179,255UX,UY,UZ,ROTY,ROTZ岸桥系统的模态分析未加小车质量，即把小车等效为移动载荷加上小车质量，且把小车停在前后大梁铰接处加上小车质量，且把小车停在前大梁的端部123岸桥系统的模态分析上海海事大学132岸桥系统的模态分析岸桥系统的瞬态分析上海海事大学分析前，先对前大梁进行划分单元而划分的单元数由载荷的移动速度和前大梁的长度来决定。载荷在单元之间的运行时间（即从i节点变化到i+1节点）划分单元数为96。岸桥系统的瞬态分析上海海事大学node1993和node2131是前大梁端部的两个节点node2014和node2052是外侧拉杆到内侧拉杆中间的节点node2046和node2184是内侧拉杆到前后大梁铰接处中间的节点岸桥系统的瞬态分析岸桥系统的瞬态分析上海海事大学min=-190.259mmmin=-190.244mm岸桥系统的瞬态分析前大梁分三段：一）小车从node1993（node2131）运动到node1999（node2137）二）小车从node2004（node2142）运动到node2024（node2162）三）小车从node2037（node2175）运动到node2055（node2193）联系横梁一段：四）从node2066（node2204）运动到node2091（node2229）后大梁一段：五）从node2097（node2235）运动到node2115（node2253）上海海事大学岸桥系统的瞬态分析node1993Min=-192.007mm上海海事大学岸桥系统的瞬态分析Node2014Min=-120.266mm上海海事大学岸桥系统的瞬态分析Node2046Min=-51.1794mm上海海事大学岸桥系统的瞬态分析上海海事大学岸桥系统的瞬态分析上海海事大学岸桥系统的瞬态分析速度节点100140180220Node1993158.857160.213160.505160.955Node2131158.97160.816160.997161.255Node201470.903473.784575.239175.9575Node215271.123273.937575.42276.1421Node204633.07134.235534.657534.8893Node218433.337234.554934.703435.0665无箱时小车在前大梁第一段行驶时各点的最大竖向动挠度表（mm）上海海事大学岸桥系统的瞬态分析速度节点100140180220Node1993193.272193.659194.651195.031Node2131193.383193.921194.892195.108Node201490.145893.831594.372695.0113Node215290.377794.046994.856395.0575Node204639.399539.494939.5998639.5355Node218439.410939.518639.624439.6032有箱时小车在前大梁第一段行驶时各点的最大竖向动挠度表（mm）上海海事大学岸桥系统的瞬态分析有箱时小车在前大梁的第一段行驶速度（v/min）100140180220有箱应力值（MPa）189.724193.544194.416192.938有箱时小车停在前大梁的最前端的应力值为155.264MPa前端的动力响应系数为：1.2219总结与展望从振型看出起重机的振动主要有水平面和垂直面的摆动、垂直面弯曲、弯扭振动及支架的晃动等。小车行驶主要激发起前大梁在垂直面弯曲振动，表明此方向是应该关注的部分。上海海事大学总结与展望当小车以不同的速度在岸桥起重机前大梁上匀速运动时，有随着小车速度的增加，前大梁UY方向的位移增大，但增大的曲线是很平缓的。由于各种运行速度下大梁结构动力响应的变化很小，可以判断出在这些速度下没有激发起大梁结构的共振，所以提高小车运行速度对岸边集装箱起重机动力响应的影响不明显。上海海事大学总结与展望本文的仿真结果并不是真实情况的完全还原，存在一定的误差。这些缺陷包括：(1)没有考虑小车运行加速度；(2)忽略了小车与前大梁之间的摩擦；(3)缺少实测数据，通过实测数据和仿真结果的对比可增强研究内容的可信性；(4)只以岸桥的前大梁为研究对象，没有分析整个前后大梁。上海海事大学LOGO请各位老师提出宝贵意见！上海海事大学