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港口轮胎起重机支腿梁局部和整体稳定性研究

作　者: 袁晓军
导　师: 肖守讷
学　校: 西南交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 港口轮胎起重机局部稳定整体稳定特征值非线性屈曲分析
分类号: U653.921
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 184次
引　用: 3次
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内容摘要

随着世界经济和贸易的快速发展，集装箱运输已经越来越成为现代运输的重要渠道。作为集装箱运输场所的港口，为适应现代需求其机械化程度必然随之提高，对各种机械的工作性能等要求也越来越高。轮胎式龙门起重机(以下简称RTG)作为集装箱码头堆场进行装卸、搬运和堆码作业的专用机械，由于具有可高效利用堆场、堆场建设费用相对较低，机动灵活，通用性强等优点，因此在世界上大多数港口都得到了广泛的应用。保证结构及其构件的稳定性，是钢结构设计中极其重要的内容。对于钢结构的稳定性要求，世界各国都已经有了相应的规范来规定。遵守这些规范的规定，对防止出现结构失稳事故是必不可少的。然而，仅按规范条文来处理稳定问题还很不够：一方面需要设计者对这些规范有一定的深入理解，熟悉各种因素对钢结构稳定性能的影响。另一方面实际钢结构工程由于制造、运输、安装等原因不可避免地存在一些初始缺陷，如不理想正直、有初弯曲、压力作用点不理想对中而出现偏心和残余应力等。失稳基本上属于极值点失稳，具有强烈的非线性，按规范进行处理势必相当复杂，且很难得到正确的结果。本论文从成熟的薄板屈曲理论出发，对薄板的屈曲理论进行了较为详细的阐述。并对集装箱轮胎起重机钢结构和支腿梁的结构形式，载荷情况等进行了说明。利用ANSYS软件提供的钢结构屈曲计算的特征值和非线性两种方法先对起重机支腿梁上的典型结构(如受压单角钢、四边简支的不带加强肋)的受压薄板、带横向和纵向加强肋的受压四边简支薄板进行了局部失稳与整体失稳的计算，并与理论解进行了分析比较。然后对无加强肋和有加强肋的变截面箱形支腿梁进行了特征值和非线性分析，得到其失稳极限载荷及失稳形式，得出该变截面梁在不断增加的压力作用下将由局部屈曲发展到整体屈曲和结构初始缺陷对屈曲的影响趋势等结论，对港口轮胎起重机支腿梁等箱形截面结构的研究和设计具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-17
  1.1 问题的提出  10-15
    1.1.1 课题的工程背景  10-12
    1.1.2 薄板结构稳定性的研究现状  12-15
  1.2 研究的目的和方法  15-17
    1.2.1 研究的目的  15
    1.2.2 研究的方法  15-16
    1.2.3 研究的内容  16-17
第2章薄板屈曲的理论基础  17-36
  2.1 引言  17
  2.2 小挠度理论板的弹性曲面微分方程  17-22
    2.2.1 采用小挠度理论的三个假定  18-19
    2.2.2 弹性曲面微分方程  19-20
    2.2.3 单向均匀受压简支板的弹性失稳荷载  20-22
  2.3 能量法计算板的弹性失稳荷载  22-24
    2.3.1 瑞利—里兹法  22-23
    2.3.2 迦辽金法  23-24
  2.4 不同面内荷载作用下板的弹性失稳  24-30
    2.4.1 单向非均匀受压板的弹性失稳  24-26
    2.4.2 均匀受剪板的弹性失稳  26-29
    2.4.3 一个边缘受压的四边简支板的临界应力  29-30
  2.5 几种边缘荷载共同作用下薄板的临界条件  30-35
    2.5.1 用横向加劲肋加强的梁腹板  31-33
    2.5.2 同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的梁腹板  33-35
    2.5.3 同时用横向加劲肋、受压区纵向加劲肋及短加劲肋加强的梁腹板  35
  2.6 本章小节  35-36
第3章 RTG支腿结构和稳定性要求  36-47
  3.1 轮胎起重机主要尺寸及性能参数  36-37
  3.2 轮胎起重机钢结构说明  37-39
  3.3 作用于起重机支腿梁上的载荷  39-41
    3.3.1 起重机上载荷说明  39-40
    3.3.2 支腿梁上主要工况作用力  40-41
  3.4 规范对稳定性的计算方法  41-46
    3.4.1 轴心受压构件  41-42
    3.4.2 双向或单向压弯结构件稳定性计算公式  42-43
    3.4.3 受弯结构件的侧向屈曲稳定性计算  43
    3.4.4 板的局部稳定性  43-44
    3.4.5 局部稳定性许用应力及局部稳定性验算  44-45
    3.4.6 加劲肋的构造尺寸要求  45-46
  3.5 本章小节  46-47
第4章支腿局部及整体屈曲分析  47-81
  4.1 ANSYS内屈曲分析的方法说明  47-51
    4.1.1 特征值屈曲分析  47-49
    4.1.2 非线性屈曲分析  49-51
  4.2 不等边角钢的弯扭屈曲计算  51-59
    4.2.1 不等边角钢受压时的弯曲屈曲  51-55
    4.2.2 不等边角钢的弯扭屈曲  55-59
  4.3 单个薄板的稳定  59-65
    4.3.1 对单方向均匀受压的简支矩形板的屈曲分析研究  60-61
    4.3.2 对均匀受压矩形板的有限元分析  61-62
    4.3.3 板的特征值屈曲分析  62-63
    4.3.4 板的特征值屈曲分析  63-65
  4.4 单板与加强肋结构的稳定性分析  65-67
  4.5 单板+角钢的稳定性分析  67-70
    4.5.1 单板+角钢特征值分析  67-70
  4.6 变截面箱形梁受压的屈曲分析  70-80
    4.6.1 概述  71
    4.6.2 无加强肋变截面箱形梁受压稳定性分析  71-76
    4.6.3 有加强肋变截面箱形梁受压稳定性分析  76-80
  4.7 本章小节  80-81
结论及展望  81-83
  结论  81
  展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
攻读硕士期间发表论文及科研成果  87

港口轮胎起重机支腿梁局部和整体稳定性研究

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