風(fēng)荷載是起重機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)的重要荷載,近年來門式起重機(jī)呈現(xiàn)"大型化""柔性化"的發(fā)展趨勢(shì)。大型門式起重機(jī)受其結(jié)構(gòu)特性影響,對(duì)風(fēng)荷載極其敏感,現(xiàn)行《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》僅通過風(fēng)力系數(shù)及擋風(fēng)折減系數(shù)對(duì)起重機(jī)迎風(fēng)面的靜風(fēng)荷載進(jìn)行界定,因而無法獲得起重機(jī)各表面的風(fēng)荷載分布情況。為解決這一問題,利用計(jì)算流體力學(xué)（computational fluid dynamics,CFD）軟件對(duì)大型門式起重機(jī)的風(fēng)場(chǎng)繞流特性進(jìn)行仿真分析,并運(yùn)用單向流固耦合方法將風(fēng)荷載數(shù)據(jù)引入起重機(jī)計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)模型并進(jìn)行有限元分析,從而獲得自然風(fēng)場(chǎng)中大型門式起重機(jī)的風(fēng)荷載響應(yīng),并將它與根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:利用計(jì)算流體力學(xué)仿真分析得到的起重機(jī)整機(jī)風(fēng)荷載與根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算得到的結(jié)果相近,但基于流固耦合方法所得的起重機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力大22.77%,結(jié)構(gòu)應(yīng)變大17.23%,這是因?yàn)樽匀伙L(fēng)場(chǎng)中起重機(jī)各表面均受風(fēng)荷載影響,而《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》僅對(duì)迎風(fēng)面風(fēng)荷載進(jìn)行量化,忽略了流體在非迎風(fēng)面產(chǎn)生的負(fù)壓以及黏性力作用;門式起重機(jī)的主梁及支腿為串列結(jié)構(gòu),上游結(jié)構(gòu)對(duì)下游結(jié)構(gòu)有屏蔽效應(yīng),使得下游結(jié)構(gòu)表面為負(fù)壓,且屏... 

【文章來源】：工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2020,27(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

大型門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，門式起重機(jī)計(jì)算流體力學(xué)仿真模型上游來流區(qū)域長(zhǎng)度為3L(L為起重機(jī)主梁長(zhǎng)度），下游尾流區(qū)域長(zhǎng)度為4L，總高度為5L，下邊界與起重機(jī)下橫梁底部的距離為大車車輪直徑，左右兩側(cè)展向長(zhǎng)度各為3L。入口邊界條件采用速度入口，參考《規(guī)范》中起重機(jī)工作狀態(tài)：設(shè)計(jì)風(fēng)速U=20 m/s，來流湍流強(qiáng)度為5%；出口邊界條件為壓力出口，出口壓力為0 Pa；左右及上下邊界為無滑移壁面。在門式起重機(jī)表面以及地面建立一定厚度的邊界層，設(shè)置網(wǎng)格精度參數(shù)y+=300，第1層網(wǎng)格的高度y0=0.006 m，網(wǎng)格增長(zhǎng)率為1.2，并對(duì)起重機(jī)周圍流場(chǎng)進(jìn)行局部加密，最終生成的計(jì)算流體力學(xué)仿真模型包含3 184 386個(gè)單元及796 945個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖3所示。

在門式起重機(jī)表面以及地面建立一定厚度的邊界層，設(shè)置網(wǎng)格精度參數(shù)y+=300，第1層網(wǎng)格的高度y0=0.006 m，網(wǎng)格增長(zhǎng)率為1.2，并對(duì)起重機(jī)周圍流場(chǎng)進(jìn)行局部加密，最終生成的計(jì)算流體力學(xué)仿真模型包含3 184 386個(gè)單元及796 945個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖3所示。2.4 大型門式起重機(jī)計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真模型


本文編號(hào)：3350976