港口起重機(jī)矩形拉桿渦激振動(dòng)研究.pdf

1、港口起重機(jī)用于沿海大風(fēng)多發(fā)區(qū)，具有迎風(fēng)面積大、阻尼小、柔性大等特點(diǎn)。在港口起重機(jī)設(shè)計(jì)中，風(fēng)載荷是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制載荷。拉桿是港口起重機(jī)重要組成構(gòu)件，具有細(xì)長(zhǎng)比大、剛度小等特點(diǎn)，很容易發(fā)生渦激振動(dòng)，而劇烈的振動(dòng)能夠引起拉桿的疲勞開(kāi)裂，造成安全事故。
　　 對(duì)于矩形拉桿，最常用的防振措施是在矩形拉桿上面開(kāi)孔。這種措施能夠破壞旋渦脫落的形成，使升力系數(shù)減小，旋渦脫落頻率遠(yuǎn)離拉桿的固有頻率，從而改善拉桿的振動(dòng)情況。但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)、外對(duì)如

2、何在矩形拉桿上面開(kāi)孔的研究很少，這就造成了在拉桿設(shè)計(jì)過(guò)程中，缺少理論依據(jù)，設(shè)計(jì)不合理，經(jīng)常出現(xiàn)拉桿大幅度振動(dòng)現(xiàn)象。所以，研究如何在拉桿上面開(kāi)孔顯得很有必要。
　　 本文通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，孔的方向、大小、種類(lèi)均能影響拉桿的旋渦脫落。本文以山海關(guān)造船廠(chǎng)某港口起重機(jī)的矩形拉桿為背景，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件ANSYSCFX11.0，對(duì)矩形拉桿開(kāi)孔措施進(jìn)行研究，得到最優(yōu)化的開(kāi)孔方式。本文具體研究工作如下：
　　 (1)對(duì)具有不同R(寬度

3、/高度)的矩形拉桿模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到斯托拉哈數(shù)St、升力系數(shù)CL、阻力系數(shù)CD隨R的變化曲線(xiàn)，得出R對(duì)拉桿渦激振動(dòng)的影響。研究結(jié)果對(duì)矩形拉桿截面的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
　　 (2)分別研究了在橫風(fēng)向開(kāi)孔和順風(fēng)向開(kāi)孔這兩種開(kāi)孔方式下，孔的大小和形式對(duì)旋渦脫落的影響，得出孔的最佳尺寸和位置。研究結(jié)果能指導(dǎo)矩形拉桿的開(kāi)孔設(shè)計(jì)。
　　 (3)以山海關(guān)某港口起重機(jī)的矩形拉桿為例，對(duì)現(xiàn)有拉桿模型進(jìn)行數(shù)值模擬，并根據(jù)本文研究的結(jié)論，