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大型集装箱装卸桥结构动态设计研究
| 论文题名： | 大型集装箱装卸桥结构动态设计研究 |
| 关键词： | 集装箱装卸桥;结构动态;有限元模型修正;动态设计;瞬态动力学分析;模态试验;动态特性;有限单元法;灵敏度分析;设计理念;环境激励;动力修改;低频加速度传感器;有限元力学模型;结构有限元建模;起重运输机械;模态参数识别;最优化方法;有限元软件;频率和振型 |
| 摘要： | 随着集装箱装卸桥(以下简称桥吊)向大型化、高效化发展，对其动态特性的要求 越来越高。本论文以HT150型桥吊为研究对象，运用动态设计理念，借助于CAD/CAE 技术和模态试验技术，对桥吊金属结构进行了动态设计，既解决了工程中的实际问题， 同时也为动态设计理念在大型起重运输机械设计分析中的应用作出了有益的探索。 为了获取桥吊结构的动态特性，需要对桥吊实物进行模态试验。本试验采用环境激 励法，用超低频加速度传感器拾得桥吊在自然环境激励下的振动响应，进而对信号进 行模态参数识别，得到结构前四阶固有频率和振型。 有限单元法是结构动特性分析时普遍采用的方法。本论文运用大型有限元软件 ANSYS，建立桥吊整机的三维有限元力学模型，为结构有限元模型修正和瞬态动力学分 析打下基础。 在结构有限元建模时，所建的有限元模型与结构的真实情况不可避免地存在着差 异，要建立精确的有限元模型，必须用试验得到的结果对有限元模型进行修正。本论 文采用小参数法对模型修正，用最优化方法求解，模型修正的参数主要是梁截面的截 面特性。修正后的有限元模型为结构瞬态动力学分析提供了切合实际的数学模型。 桥吊在工作时经常启动和制动，将会对结构产生强烈的冲击和振动。本论文所讨 论的瞬态动力学分析，主要研究桥吊在启动、制动时系统的弹性振动规律，据此确定 系统各部位的动应力响应、位移响应，同时给出结构各部位确切的动载系数。 结构动态设计中，关键问题是使结构达到要求的或预定的动态设计目标，即结构 动力修改。本论文确定的动态设计目标是寻求结构工作时的最小振动。在确定设计目 标后，对结构各部位进行灵敏度分析，并提出结构改进方案，最后得到一个具有良好 动态特性的桥吊结构。 关键词：集装箱装卸桥 模态试验 环境激励法 有限单元法 有限元模型修正 瞬态动力学 动力修改 灵敏度分析 |
| 作者： | 陈鹏程 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 郑惠强 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2001 |
| 正文语种： | 中文 |
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