發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 17:58

【摘要】： 隨著全國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,起重機(jī)械在這過(guò)程中發(fā)揮著尤為重用的作用。起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化和自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。目前,我國(guó)已擁有大量各式各樣的起重機(jī)械。對(duì)于碼頭和輪船等沿海場(chǎng)所工作的起重機(jī),風(fēng)場(chǎng)對(duì)起重機(jī)的作用比較明顯,風(fēng)載荷成為了其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要考慮因素。起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)多由高、大、細(xì)、長(zhǎng)的柔性構(gòu)件組成,因此,如何獲得合理的風(fēng)載荷系數(shù)便成為了起重機(jī)風(fēng)載荷研究的核心任務(wù),具有及其重要的理論和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。 本文主要通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)軟件ANSYS CFX以數(shù)值模擬的方式詳細(xì)研究了起重機(jī)械常用基本構(gòu)件的風(fēng)載荷系數(shù),為提高計(jì)算效率,采用了多臺(tái)計(jì)算機(jī)并行計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算。分析過(guò)程通過(guò)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬兩種方式來(lái)完成,穩(wěn)態(tài)模擬使用標(biāo)準(zhǔn)的雷諾應(yīng)力模型(RSM)獲得構(gòu)件穩(wěn)態(tài)無(wú)量綱風(fēng)載荷系數(shù)(風(fēng)力系數(shù)、阻力系數(shù)和升力系數(shù)),瞬態(tài)模擬使用大渦模擬(LES)獲得構(gòu)件瞬態(tài)無(wú)量綱風(fēng)載荷系數(shù)(脈動(dòng)風(fēng)力系數(shù)、脈動(dòng)阻力系數(shù)、脈動(dòng)升力系數(shù)和各系數(shù)均方根),對(duì)這些系數(shù)在構(gòu)件截面高寬比H/D,長(zhǎng)細(xì)比L/D,雷諾數(shù)Re和表面粗糙度影響下的變化規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)分析,得出了考慮構(gòu)件表面粗糙度的大雷諾數(shù)風(fēng)力系數(shù),適用于王作風(fēng)速比較大和非工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷計(jì)算。 本文首先通過(guò)模擬圓管、標(biāo)準(zhǔn)箱型體(無(wú)工藝邊、含工藝邊)、變截面箱型體構(gòu)件在表面粗糙度、外型尺寸和雷諾數(shù)影響下的柱體繞流現(xiàn)象,得出了各構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)風(fēng)載荷系數(shù)和瞬態(tài)風(fēng)載荷系數(shù)時(shí)均值,根據(jù)不同研究問(wèn)題選取了不同的邊界條件,結(jié)果表明:風(fēng)載荷系數(shù)主要隨截面的高寬比H/D、長(zhǎng)細(xì)比L/D和雷諾數(shù)Re的不同呈明顯變化,各系數(shù)均隨高寬比H/D和長(zhǎng)細(xì)比L/D的增加而增加,在一定范圍內(nèi),各系數(shù)均隨雷諾數(shù)Re增加而降低,構(gòu)件的表面粗糙度對(duì)各個(gè)構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)系數(shù)與瞬態(tài)系數(shù)也有一定的影響,均隨表面粗糙度的增加而減少,截面尺寸對(duì)其影響甚微,當(dāng)來(lái)流速度都處于同一臨界范圍時(shí),箱型體的工藝邊對(duì)箱型體構(gòu)件的風(fēng)載荷系數(shù)有一定影響;其次,將部分構(gòu)件的數(shù)值結(jié)果同其它文獻(xiàn)所述結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,用以驗(yàn)證數(shù)值方法的正確性;最后,給出了各粗糙構(gòu)件在高雷諾數(shù)影響下的風(fēng)力系數(shù)值。 闡述了起重機(jī)結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷的計(jì)算方法,結(jié)合具體實(shí)例KTD30162028船用吊機(jī)討論了風(fēng)載荷對(duì)起重機(jī)設(shè)計(jì)的影響,結(jié)果表明:應(yīng)用大雷諾數(shù)風(fēng)力系數(shù)可以使KTD30162028船用吊機(jī)風(fēng)阻力矩減少18%,回轉(zhuǎn)阻力矩減少9%,非工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)應(yīng)力降低約19%。
【圖文】：

直接損失數(shù)千萬(wàn)元。在2004年8月16日傍晚突發(fā)的臺(tái)風(fēng)暴雨中，張家港港務(wù)集團(tuán)港埠分公司的2臺(tái)門(mén)機(jī)在行走制動(dòng)器和防風(fēng)鐵鞋正常的情況下發(fā)生了短距離移位滑動(dòng)，，圖1.1為一起風(fēng)災(zāi)導(dǎo)致的起重機(jī)事故圖片。

在構(gòu)造網(wǎng)格時(shí)使用塊網(wǎng)格劃分方法，將流體域劃分成7個(gè)區(qū)域，在近壁面區(qū)域采用網(wǎng)格加密，根據(jù)模型的大小不同，所有模型網(wǎng)格數(shù)量均維持在3一8火10，。穩(wěn)態(tài)計(jì)算和階態(tài)計(jì)算模型的整體流域三維流域圖和網(wǎng)格劃分如圖3.2、圖3.3所示:
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH21

【引證文獻(xiàn)】

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2 常亞瓊;基于ADINA的門(mén)機(jī)風(fēng)載流固耦合分析與碰撞動(dòng)力學(xué)研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 林長(zhǎng)剛;自升式海洋平臺(tái)風(fēng)載荷及風(fēng)暴環(huán)境圖譜研究[D];大連理工大學(xué);2013年

4 朱小海;大型門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)特性與系統(tǒng)虛擬仿真研究[D];西南交通大學(xué);2013年

5 管勛;槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中聚光裝置的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2610777