载荷摇摆引起的塔式起重机的动态响应[外文翻译].doc

载荷摇摆引起的塔式起重机的动态响应

摘要
此文主要研究载荷摇摆引起的塔式起重机的动态响应。简单的摆动方式和小的摇摆角度适于简化控制方程。塔式起重机的模型用有限元的方法建立。而摆动被描绘成刚性物体。与动态问题相关的综合控制方程源于基于包括耗散功能的拉格朗日方程。一个有真实的球形或者平面摆动的起重机吊臂动态模型用被建议的公式和方法来分析。起重机的动态响应受控于自然频率和起重机的结构以及有效载荷的摆动。动态放大系数一般随着最初的摇摆角的升高而升高，而且这种变化只是对于平面摆动而言是非线性的。
关键词：起重机、有限元、摇摆、动态结构

1、 介绍
塔式起重机主要用于在高层建筑中提升并移动载荷。在内在和外在原因的激发下，载荷倾向于围绕它的垂直位置振荡，结果导致起重机结构的动态振动问题和有效载荷摇摆。这种摇摆导致的振动引起起重机系统的不稳定以及破坏。因为起重机设计和控制的需要，一些研究人员已经做出努力且明白了起重机包括有效载荷的物理性质和动力学的工程意义。最近的关于起重机动力学模型与控制的观点由Abdel-Rahman et al. (2003)给出。与起重机的动力学和控制相关的研究主要基于简化起重机结构的模型。Chin et al. (2001)建立了一个吊杆起重机模型作为球面摆动和有两个自由度的系统以及假定的平台影响的运动，但这影响并非来自有效载荷的摆动。在Towarek (1998),的研究中起重机的结构也被看作有或者没有不连续的弹性的刚性体。Kiliceaslan et al. (1999) 和 Ghigliazza and Holmes(2002). Oguamanam et al. (2001)研究起重机的动力学问题，在这里，梁结构被用来防止弹性起重机结构。总的来说，当有效载荷的摆动作为主要考虑因素的时候，起重机结构模型的简化是合理的。然而，当起重机结构的压力和动态响应是有趣的时候，详细的起重机结构模型当然是需要的。塔式起重机是一个复杂的由空间构架、绳索系统、集中质量构成的结构系统。因此，有限元分析看来在这种情况下是适当的。在塔式起重机系统的详细的有限元模型被应用中，Ju and Choo (2002, 2005a)研究由于有效载荷的加速或者减速而引起的固有频率和塔式起重机的动态响应。在他们的研究中，有效载荷的运动被限制在没有摇摆的垂直方向上。此项研究的目标是源于综合的有限元公式，来分析与有效载荷相关的塔式起重机系统。