門式起重機(jī)隨機(jī)地震響應(yīng)及可靠度分析.pdf

1、門式起重機(jī)由于吊運(yùn)貨物方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是起重運(yùn)輸機(jī)械中最為常見、用途最為廣泛的大型設(shè)備。我國是多地震國家，強(qiáng)震發(fā)生時(shí)由于起重機(jī)倒塌事故造成的破壞和損失不容忽視。目前我國對(duì)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)仍停留在靜力分析階段，現(xiàn)行的《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》將地震載荷簡(jiǎn)化為等效的集中靜載荷。但由于地震動(dòng)發(fā)生及地震動(dòng)載荷的隨機(jī)特性，為保證門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的抗震安全性，對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)地震響應(yīng)及動(dòng)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

2、門式起重機(jī)簡(jiǎn)稱為“門機(jī)”）:
　　1.利用ANSYS對(duì)門機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)靜力學(xué)分析。創(chuàng)建某大跨度門機(jī)有限元模型，根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求分別在剛度工況、強(qiáng)度工況、地震工況對(duì)門機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核。
　　2.利用ANSYS對(duì)門機(jī)進(jìn)行模態(tài)分析和多維一致地震反應(yīng)譜分析。通過模態(tài)分析得到門機(jī)前10階自振頻率、振型及在各自由度上的模態(tài)參與系數(shù)。建立門機(jī)結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)譜分析動(dòng)力學(xué)方程，分別在五種輸入工況下對(duì)門機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)譜分析并編寫相應(yīng)

3、的APDL命令流。分別選取柔性支腿和主梁的節(jié)點(diǎn)來對(duì)比不同輸入工況下門機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移反應(yīng)結(jié)果。
　　3.介紹門機(jī)結(jié)構(gòu)隨機(jī)地震反應(yīng)分析理論及幾種隨機(jī)地震動(dòng)模型。根據(jù)概率論及隨機(jī)振動(dòng)理論，推導(dǎo)門機(jī)結(jié)構(gòu)體系在多維平穩(wěn)隨機(jī)地震激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)方程并求解。
　　4.利用ANSYS對(duì)門機(jī)進(jìn)行多維多點(diǎn)隨機(jī)地震響應(yīng)分析。采用杜修力-陳厚群隨機(jī)地震模型并選取合適的參數(shù)，分別在五種輸入工況下對(duì)門機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行隨機(jī)地震響應(yīng)分析并編寫相應(yīng)的APDL命令

4、流。分別選取柔性支腿的和主梁的節(jié)點(diǎn)來對(duì)比不同輸入工況下門機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移反應(yīng)結(jié)果，最后分別對(duì)比門機(jī)地震反應(yīng)譜分析和隨機(jī)地震響應(yīng)分析得到的應(yīng)力、位移結(jié)果。
　　5.門機(jī)隨機(jī)地震動(dòng)力可靠度分析?；谑状纬狡茐睦碚摷敖徊钸^程泊松假設(shè)，推導(dǎo)門機(jī)隨機(jī)動(dòng)力可靠度計(jì)算公式。根據(jù)門機(jī)隨機(jī)地震響應(yīng)分析結(jié)果，分別選取五種不同輸入工況下主梁跨中Y向位移反應(yīng)均方值最大的節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)，借用MATLAB實(shí)現(xiàn)門機(jī)結(jié)構(gòu)抗震動(dòng)力可靠度的計(jì)算。
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