箱型梁門式起重機風載荷流跡顯示及特性研究

慕亞亞，何 偉，楊艷斌，趙 浩

(昆明理工大學 機電工程學院，云南 昆明 650500)

0 引 言

起重機本身具有較大的橫截面積和固有質量，由于風的隨機性和無序性，致使風速大小和方向時刻發生著變化，時空演化特性極強[1].當起重機處于風載荷環境下時，流經起重機機身表面的氣流容易產生渦激振動、尾流馳振等現象，其結構和連接處容易產生形變、疲勞斷裂甚至整體垮塌等風險隱患，這會對起重機的使用壽命及安全作業造成嚴重威脅[2].

隨著流體力學理論的形成和發展，研究者們對流體力運動建立了相應的研究理論和方法，其中對圓柱繞流問題進行了大量研究分析.Zdravkovich[3]根據圓柱的柱間流態不同，將間距比L/D(L為兩圓柱中心間距，D為圓柱直徑)劃分為：延展體區域、重附著區域和共同脫落區域.Sumner[4]將柱間流態分為：單盾體模式、剪切層重附著模式和雙圓柱尾渦脫落模式.此外，對于起重機有關風載荷的問題也有大量的研究.吳學陽等[5]基于蒙特卡羅法和諧波疊加法，通過Davenport譜來模擬脈動風的時變過程，結合FEA方法研究了起重機受脈動風作用的動態響應.馬晉等[6]提出了風時程混合模擬方法，基于Newmark-β方法建立塔機參數化力學模型并對其進行了風載荷動力響應分析和疲勞特性分析.郭慶、吳學陽等[7-8]分別利用CFD軟件，對門座起重機和箱型梁起重機的風載荷特性進行了分析，得到了起重機周圍風場流動特性并分析了結構的抗風能力.因此，由于流體的復……