Разработка и совершенствование методов моделирования воздействия расплавленного металла на работу системы "ковш-кран-здание" металлургического производства

• Автор: Модин, Николай Валентинович
• Шифр специальности: 05.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 212 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Обзор методов расчёта элементов системы «ковш - кран - здание» металлургического производства
1.1. Методы расчёта элементов системы «ковш - кран - здание» металлургического производства
1.2. Выводы по главе
2. Расчёт параметров жёсткости металлоконструюдш моста крана
и каркаса здания металлургического производства
2.1. Общие замечания
2.2. Описание метода конечных элементов
2.3. Расчёт тонкостенных балок на действие сложной
температурной и силовой нагрузки
2.3.1. Основные соотношения для расчёта тонкостенных балок
на действие сложной температурной и силовой нагрузки
2.3.2. Исследование влияния неравномерного нагрева на параметры жёсткости тонкостенных коробчатых балок
2.4. Расчёт каркаса здания металлургического производства
как пространственной регулярной стержневой системы
2.4.1. Теоретическое обоснование применения метода
понижения размерности задачи к расчёту каркасов
зданий металлургического производства
2.4.2. Расчёт металлоконструкций каркаса здания металлургического производства на действие
тепловой нагрузки
2.4.3. Тестирование методики расчёта каркаса здания
металлургического производства
2.5. Применение континуализации при расчёте регулярных стержневых систем цеховых конструкций
2.5.1. Теоретическое обоснование применения континуализации
при расчёте сложных регулярных стержневых систем
2.5.2. Пример определения геометрических характеристик и параметров жёсткости сечения эквивалентного стержня
2.6. Статический расчёт металлоконструкций литейного крана
2.7. Выводы по главе
3. Использование пятимассовой схемы при расчёте динамических
нагрузок в системе «ковш - кран - здание» металлургического производства
3.1. Вывод системы уравнений пятимассовой схемы с учётом
односторонних нелинейно-упругих связей и демпфирующих свойств
3.2. Исследование динамических характеристик системы «ковш -кран - здание» металлургического производства с помощью пятимассовой расчётной схемы
3.3. Определение жёсткостных и инерционных параметров трансмиссии тележки и канатной подвески
3.4. Определение приведённой массы и приведённой жёсткости моста крана
3.5. Определение приведённой массы и приведённой жёсткости каркаса здания
3.6. Силы сопротивления движению тележки и раскачиванию
груза
3.7. Усилия на мост крана от ходовых колёс тележки

3.8. Движущие силы при разгоне и торможении тележки
3.9. Определение результирующей гидродинамического давления расплавленного металла на стенки ковша
3.10. Уравнения движения тележки с грузом на гибкой подвеске по неподвижному основанию
3.11. Тестирование уравнений движения системы «ковш - кран -здание» металлургического производства
3.12. Исследование параметров процесса разгона тележки литейного крана
3.13. Выводы по главе
4. Реализация динамического расчёта системы «ковш - кран - здание» металлургического производства на ЭВМ
4.1. Алгоритм динамического расчёта системы «ковш - кран - здание» металлургического производства
4.2. Численное решение дифференциальных уравнений движения системы
4.3. Выводы по главе
5. Экспериментальное исследование металлоконструкций системы
«ковш - кран-здание» металлургического производства
5.1. Исследование нагрузок в системе «ковш - кран - здание»
конвертерного производства
5.1.1. Методика экспериментальных исследований
5.1.2. Анализ результатов измерений
5.1.3. Сравнение результатов расчётов по предложенным методикам с экспериментальными данными
4/!=№{8Г; rffeHs№}‘- (2.2.И)
Работа, совершаемая узловыми силами, равна сумме произведений компонент каждой силы на соответствующие перемещения, т.е. в матричном виде:
•4 = (4}')T.{f}'. (2.2.12)
Аналогично внутренняя работа напряжений и распределённых сил, приходящаяся на единицу объёма:
W = d[sÿ -{р}, (2.2.13)

w(4}'f.([Br.{a}-[jvf.{p}). (2.2.14)
Приравнивая работу внешних сил суммарной внутренней работе, получаемой интегрированием по объёму элемента, имеем:
( Так как это соотношение справедливо для любого виртуального перемещения, коэффициенты в правой и левой частях должны быть равны. После подстановки (2.2.3) и (2.2.4) получаем:
V'Y =(J[B]rd Ibw) {sY-ы [Dl{e,}dV-[Nf pdV. (2.2.16)
Эта зависимость соответствует основному уравнению метода конечных
элементов (2.2.1). Матрица жёсткости принимает вид:
W =[BT[D][BdV]. (2.2.17)
Узловые силы, обусловленные распределёнными нагрузками, имеют вид:
{FYr = ~[Nf{p}dV. (2.2.18)
Силы, обусловленные начальной деформацией, выражаются как:
in-jLsFMbk. (2.2.19)
Узловые силы, соответствующие начальным напряжениям, записываются в виде:
!П1=}МгКК' (2-2.20)