门式起重机地震响应及动态可靠性分析

论文摘要

门式起重机是现代工业生产中各种货物的装卸、吊运等生产作业必不可少的重要设备。近几年,地震灾害频繁发生,且对高层结构与大型系统的破坏通常是非常严重的,因此研究地震载荷下门式起重机危险截面处的位移和应力,以及结构的动态响应规律具有重要的工程应用价值。同时,可靠性也是衡量门式起重机质量以及性能的一项重要指标,可靠性越高,则不仅能保证门式起重机在工作过程中可以很好地实现其性能,而且也可以降低故障率,减少维修费用,并提高其安全性能,所以可靠性是门式起重机质量的核心,同时也是制造方和使用方共同追求的一个目标。本文的主要研究方法和内容包括：1.研究了门式起重机的各种载荷组合工况,并对已建好的模型进行了加载,得到了起重机在各种工况下最大等效应力的位移和挠度,并根据起重机设计规范的相关要求校核了门式起重机静态时的强度和刚度。2.编写了门式起重机模态分析程序,得到了起重机的前十阶的振型和频率,并对其进行了动态刚度的校核。3.采用瞬态动力学中的完全法对门式起重机在地震载荷作用下的动态响应进行了分析,主要考察了小车处于主梁跨中及有效悬臂端两个关键位置时的起重机的最大等效应力和主梁上两个关键位置节点的各向位移,并对其进行了分析。4.完成了该型门式起重机的动态可靠性分析。应用ANSYS的PDS设计模块,编制了可靠性分析程序,通过分析循环,完成了可靠性分析过程,并在结果分析阶段,给出了该问题中随机输入输出变量的分布规律。通过查看该门式起重机动态可靠性分析结果,对影响其输出的输入变量进行了灵敏度分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 起重机动态设计和研究的国内外研究进展
• 1.1.2 起重机可靠性研究的国内外研究动态
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 课题的工作内容
• 第二章 有限元分析及建模
• 2.1 有限元分析
• 2.1.1 有限元法的核心思想
• 2.1.2 软件上如何实现有限元法
• 2.2 ANSYS软件简介
• 2.3 APDL参数化语言
• 2.4 门式起重机结构简介
• 2.5 门式起重机建模
• 2.5.1 门式起重机结构的组成
• 2.5.2 模型的简化及假设
• 2.5.3 创建分析模型
• 2.6 本章小结
• 第三章 门式起重机静力学分析
• 3.1 门式起重机的静力分析
• 3.1.1 静强度分析的内容
• 3.1.2 静强度设计方法
• 3.1.3 门式起重机静态分析时的载荷组合
• 3.1.4 门式起重机静态分析中的计算工况
• 3.2 门式起重机静态分析结果
• 3.2.1 静强度分析内容
• 3.2.2 门式起重机静强度的校核
• 3.2.3 门式起重机静刚度分析的内容
• 3.2.4 门式起重机静刚度的校核
• 3.3 本章小结
• 第四章 门式起重机模态分析
• 4.1 模态分析的基本思想
• 4.2 模态分析理论基础
• 4.2.1 模态分析基本方程
• 4.2.2 模态提取方法
• 4.2.3 模态分析基本过程
• 4.3 模态计算结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 门式起重机的地震响应分析
• 5.1 地震载荷模型
• 5.2 瞬态动力学基础
• 5.3 门式起重机在地震下的动态响应
• 5.3.1 门式起重机地震响应的分析步骤
• 5.3.2 门式起重机在地震载荷作用下的动态响应
• 5.4 本章小结
• 第六章 门式起重机动态可靠性分析
• 6.1 可靠性的重要意义
• 6.2 PDS可靠性分析相关概念
• 6.3 PDS可靠性分析过程与步骤
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2 本文分析所用地震波数据