Устойчивость стационарных башенных кранов при действии резких порывов ветра в условиях Вьетнама

• Автор: Чан Дык Хиеу
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ БАШЕННЫХ КРАНОВ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ

1Л Особенности эксплуатации стационарных башенных кранов во Вьетнаме.

1.2 Анализ систем защиты стационарных башенных кранов

1.3 Анализ исследований устойчивости стационарных башенных кранов к ветровой нагрузке

1.4 Цель и задачи исследования

2 ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА СТАЦИОНАРНЫЙ БАШЕННЫЙ КРАН

2.1 Параметры ветрового воздействия

2.2 Влияние динамики устойчивого порывистого ветрового потока на коэффициент лобового сопротивления крана
2.3 Математическая модель ветрового нагружения башенного крана
2.4 Моделирование ветрового нагружения стационарного башенного крана в среде А^УБ
2.5 Анализ быстродействия пассивной системы обеспечения устойчивости
Выводы
3 СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНОГО БАШЕННОГО КРАНА В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ШКВАЛИСТОГО ВЕТРА
3.1 Принципы обеспечения устойчивости в условиях действия шквалистого ветра
3.2 Способ обеспечения устойчивости стационарного башенного крана
3.3 Алгоритмы работы системы обеспечения устойчивости стационарного башенного крана
3.3.1 Алгоритм обеспечения устойчивости при ветре нерабочего состояния
3.3.2 Алгоритм обеспечения устойчивости при ветре рабочего состояния

3.3.3 Алгоритм обеспечения устойчивости при шквалистых порывах ветра
Выводы
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНОГО БАШЕННОГО КРАНА
4.1 Функциональная схема системы
4.2 Моделирование системы управления приводами поворотной платформы
4.3 Выбор оборудования для вспомогательного привода поворотной платформы башенного крана
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В процессе эксплуатации стационарных башенных кранов во Вьетнаме, часты аварии и катастрофы с причинением ущерба людям и имуществу. Распространенными причинами аварий кранов из-за потери устойчивости являются такие, как перегрузка, подтопление или ветровое воздействие. При этом ветровая нагрузка в условиях Вьетнама является доминирующей из-за особенностей его географического расположения.
Климат Вьетнама, в том числе и условия эксплуатации башенных кранов, определяются процессами, происходящими в бассейне Южно-Китайского моря. Для Южно-Китайского моря характерны так называемые северные вторжения. Под этим термином понимают быстрое распространение масс холодного воздуха зимой, с севера, со скоростью около 15 м/с, на северные и средние части моря и побережье до 15° с.ш. Другая особенность климата Южно-Китайского моря -тропические циклоны. Скорость ветра в тропических циклонах превышает 30 м/с, достигая 50 м/с. Кроме высокой скорости ветра, северные вторжения и циклоны характеризуются резкими порывами ветра, определяющими изменение динамики ветрового потока. В среднем, за год, на шельф Вьетнама выходит около 6 тропических циклонов. Поэтому обеспечение устойчивости стационарных башенных кранов в условиях Вьетнама является важной теоретической и практической задачей. Важнейшим аспектом решения этой задачи является обеспечение устойчивости в условиях сильных порывов ветра.
Башенные краны обладают высокой чувствительностью к ветровой нагрузке, поэтому безопасность и производительность погрузочно-разгрузочных работ, выполняемых ими, в значительной степени зависят от воздействий на металлоконструкцию внешних возмущающих факторов, связанных с изменением динамики ветрового потока. Для гарантированного обеспечения устойчивости крана необходимо оснастить его бортовым устройством стабилизации устойчивого положения.

Ветер редко бывает ровным. Обычно наблюдаются порывы, вызванные торможением частиц воздуха о поверхность земли, конвекционными токами между различно нагретыми слоями, трением между слоями, движущимися с различной скоростью. Это приводит к пульсации скорости ветра, интенсивность порывов ветра затухает с высотой.
Максимальные скорости ветра с более частой повторяемостью характеризуются порывистостью ветра.
Порывистость ветра - колебания (пульсации) по скорости и направлению от минимума к максимуму и обратно независимо от его величины с временными интервалами не более нескольких секунд. Характеристикой порывистости ветра является коэффициент порывистости Кп равный отношению максимумов скорости в порывах Умах к средней скорости УСр.

_ г МАХ
П~усг. (2.1)
Инерционность существующих приборов измерения скорости ветра приводит к неизбежной ошибке в записях таких пульсаций [50]. Поэтому скорости ветра Умах и Умт определяются не мгновенным значением, а средним значением за небольшой (не более нескольких секунд) интервал времени, обычно г = 3 - 5 с.
Шквалистость ветра - частые и резкие нарастания средней скорости, определенной за достаточно продолжительный промежуток времени. В задачах, связанных с исследованием основных показателей работы кранов, необходимо выделять два типа ветров: устойчивый порывистый ветер и шквалистый ветер. При устойчивом порывистом ветре изменение скорости во времени носит характер кратковременных, продолжительностью не более нескольких секунд пульсаций, вокруг примерно постоянного среднего значения. При шквалистом ветре, помимо кратковременных пульсаций, происходит резкое нарастание средней скорости ветра, определенной за достаточно продолжительный промежуток времени. При шквале скорость ветра изменяется от среднего значения до