Динамические нагрузки портальных кранов при работе механизма изменения вылета и сейсмических воздействиях

• Автор: Ким Ен Чер Те Гынович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

1. Анализ состояния проблемы динамических расчетов кранов

1.1. Анализ методов расчета кранов

1.2. Содержание задач динамического анализа и синтеза

1.3. Концепция построения моделей грузоподъемных кранов

2. Методика определения нагрузок па элементы системы изменения вылета при проектировочном расчете

2.1. Динамическая модель и обобщенные координаты

2.2. Кинематические передаточные функции

2.3. Нагрузки на элементы системы изменения вылета в виде

механизма с жесткими звеньями

3. Математическая модель кранов стрелового пиша в виде механизма с упругими звеньями

3.1. Динамическая модель кранов стрелового типа в виде механизма

с упругими звеньями
3.2. Кинетическая энергия системы
3.3. Нагрузки на элементы системы изменения вылета в виде
механизма с упругими звеньями
3.4. Потенциальная энергия системы
3.5. Математическая модель кранов стрелового типа в виде
механизма с упругими звеньями
3.6. Реализация математической модели на ЭВМ
4. Определение динамических нагрузок кранов методом конечных элементов
4.1. Обзор расчетных конечно-элементных комплексов
4.2. Общий алгоритм расчета конечно-элементных моделей
4.3. Процесс формирования конечно-элементной модели кранов
стрелового и мостового типов
4.4. Определение и задание нагрузок
4.5. Расчет моделей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Кинематические передаточные функции первого и второго порядка, моменты сил тяжести стрелового устройства для
различных схем стреловых систем
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Матрицы перехода к новым системам координат для динамической модели системы изменения вылета портальных
кранов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Вспомогательные коэффициенты
дифференциального уравнения движения
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Решение системы дифференциальных уравнений с
использованием расчетного комплекса МаИ1Сас1 2003
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Результаты расчета нагрузок на стреловую систему портального крана под действием сейсмических нагрузок

Настоящее диссертационное исследование “Динамические нагрузки портальных кранов при работе механизма изменения вылета и сейсмических нагрузках” связано с актуальной на сегодняшний день проблемой создания обобщенных математических моделей грузоподъемных машин, и исследования сейсмических воздействий с использованием конечноэлементных программных комплексов.
Современные портальные краны являются одним из основных средств механизации трудоемких погрузо-разгрузочных работ. Они применяются в портах, на судостроительных и судоремонтных заводах, на строительстве гидро - и теплоэлектростанций, а также па других объектах, связанных с перегрузкой сыпучих и тяжелых штучных грузов. Большая разновидность конструкций и основных узлов делают процесс проектирования этих кранов чрезвычайно трудоемким. Являясь неотъемлемой частью транспортноперегрузочного потока, они оказывают существенное влияние на эффективность функционирования транспортных средств в целом.
Современное экономическое положение предприятий требуют создания конкурентоспособных машин в кратчайшие сроки, когда часто нет ни времени, ни средств па создание и испытание опытного образца в реальных условиях эксплуатации, и тем более в аварийных. Конструктор должен быть уверен, что произведенные им расчеты учитывают процессы, реально протекающие при работе кранов. Современные высокоскоростные и металлоемкие краны - достаточно дорогие и сложные объекты конструирования, в которых тщательный и полный динамический расчет позволяет вскрыть существенные резервы и одновременно избежать ошибок. Поэтому важным является разработка математических моделей кранов, их экспериментальная проверка и реализация на ЭВМ с целью получения требуемых показателей. Кроме того, надо иметь в виду, что процесс формирования модели для сложной динамической системы является трудоемкой задачей, которую каждый раз приходится решать заново, как

переносном движении определяется по формуле (3.5) с заменой Мс на Мх, гс на гх. Скорость У0 начала движущей системы осей ухгх равна скорости
У0 =Ус-1ЛФе-0с) (3-11)
и совпадает по направлению с осыо усОс.
Угловая скорость а вращения системы координат ухгх в соответствии с матрицей перехода [0]х.к:
£ = «,+&. 1 (3.12)
Вектор гх направлен по оси 2Х0Х и его модуль равен 1^1 = С учетом выше сказанного получим, что (у0хсд)-гх = У0-(Зхгх)=
= [Ус - К ■ СФс - Л)] • С • (ах + Ю • ео 5(ах +рх+<рс-рс) (3 13)
Величина
д}^Q0■д} = Jx■(dx + px), (3.14)
где .І* - момент инерции хобота относительно шарнира стрела-хобот. Кинетическая энергия хобота Тс в переносном движении в соответствии с (3.7) с учетом выражений (3.11)-(3.14):
Те = 0,5-{Мх.[ус-1с.(фс-Рс)]2 + ^-(ах + Рх)2 +
+ 2Л/, • /„ -(ах + рх)- [ус - 1С (фс - Д.)] • соэ (ах + рх + <рс - рс)}'
Кинетическая энергия Тг приведенной массы ш"в в относительном движении:
Тг =0,5чпхе • у1 (31б)
Кинетический момент Кг в относительном движении определяется в соответствии с выражением (3.8), где УІ = УХ, Ы = ю определяется по формуле (3.12). Тогда
со-Кг=(ах + РХ)-»С-1ІХ-УХ ■ (3-17)