大型浮吊海浪作用下結構靜動態(tài)性能研究.pdf

1、大型浮吊是重要的海洋工程作業(yè)設備。浮吊在海上作業(yè)時，受到海浪的作用會發(fā)生搖蕩運動。船舶的搖蕩運動對安裝在船上的起重機結構和部件的安全工作產生影響。所以在設計浮吊時，不僅要計算浮吊結構在自重和吊重作用下的結構變形與應力和在不同回轉支承橡膠壓縮剛度時滾輪受力情況，而且要研究浮吊結構的動態(tài)特性，分析計算浮吊結構在海浪作用下的動力響應，以保證浮吊的安全工作。浮吊結構包括臂架、變幅鋼絲繩、系固鋼絲繩、桁框架、人字架、配重箱、回轉底盤總成及回轉支承

2、等部件?；谟邢拊碚摚\用ANSYS軟件建立了浮吊結構三維有限元模型，并基于ANSYS平臺對浮吊結構進行了在自重和吊重作用下的靜力分析；研究了回轉支承橡膠墊剛度對滾輪受力均勻性的影響；進行了模態(tài)分析和諧響應分析，得到了浮吊結構的振動特性，以及以規(guī)則海浪作用下船的運動響應為基礎激勵的浮吊結構的動態(tài)響應。其中，建立三維有限元模型時，采用了ANSYS中的SHELL63單元、BEAM188單元、LINK10單元、COMBIN14單元、MASS

3、21單元和MATRIX27單元有效地模擬了浮吊各部分結構。靜力分析過程中主要考慮浮吊結構的強度是否滿足。在回轉支承橡膠墊剛度對滾輪受力均勻性影響研究中，主要考查橡膠墊剛度變化時滾輪受力變化規(guī)律。模態(tài)分析中，通過計算在浮吊起吊7500t工況的模態(tài)，得到浮吊結構的振動特性，為后續(xù)動力分析計算打下基礎。諧響應分析中，主要考查浮吊結構以規(guī)則海浪作用下船的運動響應為基礎激勵的位移響應和應力響應。通過本文的研究發(fā)現(xiàn)，在靜力狀態(tài)下浮吊結構滿足強度要求

4、，在回轉底盤與桁框架梁連接處的應力相對較大；橡膠墊壓縮剛度越小，滾輪受力越均勻。通過模態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，浮吊結構的振型主要表現(xiàn)為主鉤鋼絲繩-吊重系統(tǒng)擺動和臂架振動，振動頻率都很低；第1和第2階模態(tài)為主鉤鋼絲繩-吊重系統(tǒng)擺動，其他階模態(tài)主要為臂架振動。通過諧響應分析發(fā)現(xiàn)，海浪方向為90°時浮吊動力響應比較大；吊重起升至比較高位置時，浮吊動力響應比較大；因船舶橫搖大于縱搖，故浮吊的橫向位移大于縱向和垂向位移，鋼絲繩-吊重系統(tǒng)橫向擺角大于縱向擺角；