门式起重机随机地震响应及可靠度分析

发布时间：2017-08-08 12:32

  本文关键词：门式起重机随机地震响应及可靠度分析

  更多相关文章： 门式起重机 随机地震响应分析 多维多点 动力可靠度 首超破坏 反应谱分析

【摘要】：门式起重机由于吊运货物方便、结构稳定等优点,是起重运输机械中最为常见、用途最为广泛的大型设备。我国是多地震国家,强震发生时由于起重机倒塌事故造成的破坏和损失不容忽视。目前我国对起重机的结构抗震设计仍停留在静力分析阶段,现行的《起重机设计手册》将地震载荷简化为等效的集中静载荷。但由于地震动发生及地震动载荷的随机特性,为保证门式起重机结构的抗震安全性,对其进行随机地震响应及动力可靠度分析是十分必要的。本文主要的研究工作如下(后文门式起重机简称为“门机”)：1.利用ANSYS对门机进行结构基础静力学分析。创建某大跨度门机有限元模型,根据《起重机设计规范》的要求分别在刚度工况、强度工况、地震工况对门机结构进行校核。2.利用ANSYS对门机进行模态分析和多维一致地震反应谱分析。通过模态分析得到门机前10阶自振频率、振型及在各自由度上的模态参与系数。建立门机结构体系地震反应谱分析动力学方程,分别在五种输入工况下对门机结构进行反应谱分析并编写相应的APDL命令流。分别选取柔性支腿和主梁的节点来对比不同输入工况下门机结构的应力、位移反应结果。3.介绍门机结构随机地震反应分析理论及几种随机地震动模型。根据概率论及随机振动理论,推导门机结构体系在多维平稳随机地震激励下的动力学方程并求解。4.利用ANSYS对门机进行多维多点随机地震响应分析。采用杜修力-陈厚群随机地震模型并选取合适的参数,分别在五种输入工况下对门机结构进行随机地震响应分析并编写相应的APDL命令流。分别选取柔性支腿的和主梁的节点来对比不同输入工况下门机结构的应力、位移反应结果,最后分别对比门机地震反应谱分析和随机地震响应分析得到的应力、位移结果。5.门机随机地震动力可靠度分析。基于首次超越破坏理论及交差过程泊松假设,推导门机随机动力可靠度计算公式。根据门机随机地震响应分析结果,分别选取五种不同输入工况下主梁跨中Y向位移反应均方值最大的节点为控制点,借用MATLAB实现门机结构抗震动力可靠度的计算。本文的研究成果可为门机随机地震响应分析提供参考,同时也可为门机结构的抗震可靠度设计提供一定的理论指导。
【关键词】：门式起重机 随机地震响应分析 多维多点 动力可靠度 首超破坏 反应谱分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH213.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 结构抗震设计理论研究13-15
• 1.2.2 结构抗震动力可靠度研究15
• 1.3 课题研究的主要内容15-18
• 第2章 门式起重机建模及结构静力学分析18-27
• 2.1 门式起重机参数简介18
• 2.2 模型处理18-21
• 2.2.1 单元选择19
• 2.2.2 单位制选择19-20
• 2.2.3 模型简化20-21
• 2.2.4 边界约束21
• 2.3 门机结构静力学分析21-27
• 2.3.1 计算载荷21-22
• 2.3.2 计算工况22-23
• 2.3.3 结构分析23-25
• 2.3.4 结果讨论25-27
• 第3章 门式起重机模态分析和地震反应谱分析27-47
• 3.1 模态分析理论27-30
• 3.2 门机模态分析结果及讨论30-33
• 3.2.1 分析步骤30
• 3.2.2 结果讨论30-33
• 3.3 反应谱分析理论33-38
• 3.3.1 单自由度弹性体系的地震反应谱分析33-34
• 3.3.2 设计反应谱34-35
• 3.3.3 门机结构体系的地震反应谱分析35-38
• 3.4 门机地震反应谱分析38-42
• 3.4.1 门机反应谱曲线38
• 3.4.2 分析步骤38-40
• 3.4.3 APDL命令流40-42
• 3.5 门机地震反应谱分析结果与讨论42-47
• 3.5.1 应力结果分析42-43
• 3.5.2 位移结果分析43-47
• 第4章 结构随机振动理论及随机地震动模型47-58
• 4.1 随机过程的数字特征47-49
• 4.2 随机地震动模型49-54
• 4.2.1 结构随机干扰的一般模型50-51
• 4.2.2 一维随机地震模型51-54
• 4.2.3 三维随机地震模型54
• 4.3 结构随机振动分析54-58
• 4.3.1 单自由度线性体系的随机反应分析54-56
• 4.3.2 门机结构体系的随机反应分析56-58
• 第5章 门机随机地震响应分析58-74
• 5.1 随机地震动模型及参数选取58
• 5.2 分析步骤58-62
• 5.3 APDL命令流62-64
• 5.4 门机随机地震响应分析结果与讨论64-69
• 5.4.1 应力结果分析64-66
• 5.4.2 位移结果分析66-69
• 5.5 门机随机地震分析与反应谱分析结果对比69-74
• 5.5.1 应力结果对比69-70
• 5.5.2 位移结果对比70-74
• 第6章 门机随机地震动力可靠度分析74-81
• 6.1 结构的失效或破坏准则74-76
• 6.1.1 门机结构的破坏形式74-75
• 6.1.2 首超破坏准则75-76
• 6.2 门机基于首超破坏准则的动力可靠度分析76-78
• 6.2.1 随机反应超越界限的概率分析76-77
• 6.2.2 泊松假设下的动力可靠性计算77-78
• 6.3 基于MATLAB的随机地震动力可靠度计算78-81
• 结论与展望81-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄正浩;10t×35m门式起重机改造方案[J];黑龙江造纸;2001年02期

2 邵国君;旧橡胶在门式起重机上的利用[J];铁道货运;2001年04期

3 李书梁;轨道式集装箱门式起重机的现状[J];起重运输机械;2002年01期

4 蒋斗寅;350t门式起重机成功用于秦沈客运专线施工[J];起重运输机械;2002年04期

5 周志飞,乔惠民;门式起重机小车罩的优势设计[J];铁道货运;2002年04期

6 董志超;门式起重机的整体横向移设[J];铁道货运;2002年05期

7 曹世端,杨萍,刘全礼;门式起重机的故障分析与排除[J];有色设备;2002年01期

8 朱琪;用钢桥梁片拼装大跨度门式起重机[J];建筑机械;2002年09期

9 张晓丽,吴翔;水电站门式起重机结构的合理设计[J];起重运输机械;2003年07期

10 鲍林栋 ,段苏振;1100t门式起重机的变频起升[J];起重运输机械;2004年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 程文明;王金诺;;桥门式起重机疲劳裂纹扩展机理研究与疲劳寿命模拟估算[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

2 陈晋;;长江三峡门式起重机的结构特点[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

3 张建华;;大型船厂门式起重机的安装[A];上海物流工程学会2003’论文集[C];2003年

4 徐建敏;;桥、门式起重机常见故障及排除方法[A];技师·传承[C];2011年

5 张子哲;;国内最大的造船门式起重机[A];2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（下）[C];2009年

6 顾迪民;;桥、门式起重机的刚性[A];自主创新 实现物流工程的持续与科学发展——第八届物流工程学术年会论文集[C];2008年

7 付为刚;程文明;濮德璋;马莉丽;;基于变频门式起重机能耗模型的节能评价体系研究[A];物流工程三十年技术创新发展之道[C];2010年

8 栗园园;程文明;刘标;;小车轨道对门式起重机结构影响的分析及验证[A];物流工程三十年技术创新发展之道[C];2010年

9 朱光照;徐锋;;350t门式起重机主梁的总成焊接[A];第十一次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2005年

10 谢树波;;葫芦半门式起重机的设计[A];河南省第五届学术年会铁道分会场专集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 宋君华;制造世界最大船用门式起重机[N];中国职工科技报;2009年

2 林晨;莱佛土建造2万吨门式起重机[N];中国船舶报;2006年

3 蒋梦嫣 蔡燕国;九院公司600吨门式起重机吊装方案通过评审[N];中国船舶报;2010年

4 佘继;通过技术鉴定[N];中国水运报;2008年

5 吴艳青 蔡燕国;造船门式起重机须安装安监系统[N];中国船舶报;2013年

6 ;依法行政不能只是口头一说[N];中国安全生产报;2005年

7 陈 铁;湖北华新集团忽视安全生产被叫停[N];中国质量报;2005年

8 通讯员 梁付国 王现民;生产特种设备应遵守特殊规定[N];伊犁日报(汉);2008年

9 陈铭 记者 史玉成;中国特检院 桥式与门式起重机声发射检测标准提案获ISO立项[N];中国质量报;2014年

10 记者 谭华健;老年性痴呆疫苗研发项目获中国发明专利[N];中山日报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 祁燕燕;基于刚柔耦合门式起重机静动态设计分析[D];大连理工大学;2008年

2 董杰;门式起重机结构动态仿真与动力学分析[D];西南交通大学;2015年

3 张磊;基于VB及APDL的门式起重机有限元分析系统[D];西南交通大学;2014年

4 韩伟;桥门式起重机蒙皮式主梁结构性能分析[D];西南交通大学;2015年

5 武斌;门式起重机关键部件设计及其优化研究[D];沈阳建筑大学;2015年

6 吴学阳;门式起重机脉动风速时程模拟及流固耦合分析[D];西南交通大学;2016年

7 唐辉;L型门式起重机结构轻量化及结构性能非概率可靠性研究[D];西南交通大学;2016年

8 徐志强;桥门式起重机状态参数采集系统研制[D];华中科技大学;2014年

9 焦美;门式起重机随机地震响应及可靠度分析[D];西南交通大学;2016年

10 花同全;造船门式起重机报价系统研究及开发[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：640017