论文部分内容阅读
低架桥电动平板小车水平运输系统是高效智能型立体装卸集装箱码头的重要组成部分,低架桥空间桁架结构承载平板小车、起重小车和集装箱,承受高速移动重载、冲击荷载、竖向及横向振动、长行程、重复大作业量等复杂恶劣工况,很容易出现受压杆件的屈曲和整个结构的失稳,该结构的稳定性能直接影响到整个自动化码头能否正常高效运行。本文采用有限元方法建立空间桁架结构的梁单元分析模型,分析了低架桥空间桁架结构在集装箱调运复杂工况下的稳定性能,其主要内容如下:
首先明确高效智能型立体轨道配送系统设计及低架桥空间桁架结构特点、荷载和运行工况;随后在有限元模型基础上分析了低架桥系统在4种不同运行工况下构件的应力应变情况,通过对计算结果进行深入分析和对比,得出最危险运行工况,并分析该工况下低架桥桁架结构中12种杆件的受压和受弯状况。
在有限元分析的基础上,利用ANSYS屈曲模块对低架桥系统的不同工况进行线性的特征值屈曲分析,得到低架桥空间桁架结构最容易失稳的工况,获取其特征值及屈曲模态,分析低架桥空间桁架结构的失稳形式。同时考虑了三种不同的弹性支座形式对低架桥稳定性能的影响。
由于工程实际中桁架结构的安装缺陷和非线性因素,考虑几何非线性、材料非线性因素,并以特征值分析得到的屈曲模态为参照,对线性模型施加初始缺陷运用弧长迭代法进行非线性屈曲分析,通过载荷——位移曲线得到结构更接近于实际的极限荷载,从而可以得到更偏于安全的设计。
针对低架桥空间桁架结构中12种典型受压受弯的危险构件,本文运用钢结构设计规范稳定性计算公式进行了局部稳定性校核,结果表明该低架桥空间桁架结构中杆件设计安全合理,具有良好的稳定性。通过本论文研究可确保低架桥系统达到钢结构设计稳定性要求,从而提高整个系统的稳定性,可靠性,使用寿命和运行效率,对低架桥桁架结构的优化设计意义重大。