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风载作用下JQ900A型架桥机结构动态响应特性研究

杜航 程毅 巫世晶 王晓笋

杜航, 程毅, 巫世晶, 王晓笋. 风载作用下JQ900A型架桥机结构动态响应特性研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(6): 934-940. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200140
引用本文: 杜航, 程毅, 巫世晶, 王晓笋. 风载作用下JQ900A型架桥机结构动态响应特性研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(6): 934-940. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200140
DU Hang, CHENG Yi, WU Shijing, WANG Xiaosun. Study on Dynamic Response Characteristics of JQ900A Bridge Erecting Machine under Wind Load[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(6): 934-940. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200140
Citation: DU Hang, CHENG Yi, WU Shijing, WANG Xiaosun. Study on Dynamic Response Characteristics of JQ900A Bridge Erecting Machine under Wind Load[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(6): 934-940. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200140

风载作用下JQ900A型架桥机结构动态响应特性研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200140
基金项目: 

高速铁路起重机械远程运维标准研究与试验验证 2017GXB530026

详细信息
    作者简介:

    杜航(1996-), 硕士研究生, 研究方向为工程装备设计与机械结构仿真建模, dh0802@whu.edu.cn

    通讯作者:

    王晓笋, 教授, 博士生导师, wxs@whu.edu.cn

  • 中图分类号: U445.36

Study on Dynamic Response Characteristics of JQ900A Bridge Erecting Machine under Wind Load

  • 摘要: 鉴于架桥机发生前倾或侧翻事故较多,对其在风载作用下的结构动态响应进行了研究。首先构建了具有指数风廓线和Kaimal脉动风功率谱特性的风场模型,并采用FFT技术得到自然风风载时程曲线;其次,针对风载情况下JQ900A型架桥机架桥的4种危险工况,建立了架桥机的有限元模型,通过静力学分析进一步确定危险工况下整机的危险部位;最终将风载作为输入条件,对架桥机进行瞬态动力学分析,研究其危险部位的位移及应力特性。结果表明: 轴线方向风载对架桥机结构动态响应影响最大,并且架桥机其他方向上稳定性和自身阻尼作用更强,因此更容易发生前倾事故。当处于半载和落梁工况时,主梁和前支腿的动态响应尤为明显,是实时监测和结构改进的重点。
  • 图  1  大气近地表层风廓线

    图  2  高度20 m处不同风级的脉动风功率谱检验

    图  3  自然风风载时程曲线

    图  4  JQ900A型架桥机的整体结构

    图  5  JQ900A型架桥机仿真模型

    图  6  工况4前支腿应力云图

    图  7  工况2整机位移云图

    图  8  不同风向下架桥机主梁的最大位移

    Figure  8.  s

    图  9  不同风向下前支腿的最大应力

    图  10  6级风下不同工况时架桥机主梁的X向最大位移

    图  11  6级风下不同工况时前支腿的最大应力

    图  12  6级风下不同工况时架桥机主梁的Y向最大位移

    表  1  不同高度静力风风速

    风力等级 名称 10 m高静力风风速/(m·s-1) 20 m高静力风风速/(m·s-1)
    6 强风 13.8 15.2
    11 暴风 32.6 35.9
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    表  2  架桥机各支腿的自由度约束情况

    约束点 A B C D E F G H
    约束自由度 XYZ XYZ Y Y YZ YZ XYZ XYZ
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    表  3  4种工况下的静载施加情况

    工况 小车状态 加载面编号 压力/Pa
    1 空载 1 119 288
    2 119 288
    2 半载 1 119 288
    3 945 131
    3 刚完成取梁 1 945 131
    4 945 131
    4 准备落梁 2 945 131
    5 945 131
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    表  4  静力仿真计算结果

    工况 整机最大变形/mm 整机最大应力/MPa 前支腿最大变形/mm 前支腿最大应力/MPa
    1 5.778(主梁最左端) 140(前支腿) 0.983 69.9
    2 9.555(主梁前段正中) 142(中支腿) 1.886 95.9
    3 8.255(主梁前段中间) 155(中支腿) 1.643 111
    4 7.055(主梁前段中间) 140(中支腿) 1.568 130
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-10-27
  • 刊出日期:  2021-06-01

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