Uticajni parametri na dinamičko ponašanje noseće konstrukcije portalnih dizalica velikih nosivosti
Parameters influencing the dynamic behaviour of the carrying structure of portal cranes of large capacity
Докторанд
Vasiljević, RadeМентор
Gašić, MilomirЧланови комисије
Vladić, JovanJanošević, Dragoslav
Savković, Mile
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
REZIME:
U doktorskoj disertaciji obrađeni su problemi vezani za uticajne
parametre na dinamičko ponašanje noseće konstrukcije portalnih dizalica. U
užem smislu, sprovedena je dinamička analiza noseće konstrukcije tipa H i X
portalnih dizalica usled kretanja portala i oscilovanja tereta.
Pre nego što se pristupilo dinamičkoj analizi definisane su
odgovarajuće podloge. Prvo, data su uvodna razmatranja u osnove problematike
portalnih dizalica, odnosno date su osnovne i konstruktivne napomene o
portalnim dizalicama, predložena je moguća klasifikacija portalnih
dizalica, definisan je značaj transporta portalnim dizalicama i trend razvoja
portalnih dizalica. Drugo, data su uvodna razmatranja u problematiku dinamike
portalnih dizalica, odnosno definisan je značaj dinamičke analize portalnih
dizalica, dat je pregled relevantnih radova iz oblasti dinamike portalnih i
sličnih dizalica, definisana je metodologija dinamičke analize, definisani
su osnovni i posebni ciljevi istraživanj...a i prikazan je plan istraživanja.
Treće, date su koncepcije konstruktivnih rešenja noseće konstrukcije
portalnih dizalica, pri čemu je poseban akcenat dat na dva tipa H i X.
U prvom koraku dinamičke analize, usvojen je kombinovani pristup za
istraživanje naslovnog problema, tako što su principi analitičke mehanike
iskorišćeni za modeliranje obrtne strele, dok je konačno-elementni pristup
iskorišćen za modeliranje noseće konstrukcije portalne dizalice. Uporedno se
razmatraju dva konstrukciona tipa portalnih dizalica H i X. Prvo, formiran je
originalni dinamički model obrtne strele, koji je isti za oba tipa dizalice.
Analiza dinamičkog modela strele odnosno pobude se sprovodi na osnovu
Njutnovih zakona i osnovnih jednačina analitičke mehanike (Dalamberov
princip i Langranževe jednačine druge vrste). Zatim, za oba tipa portalne
dizalice, formiran je konačno-elementni model noseće konstrukcije. Izvršena
je modalna analiza. Utvrđena je dinamička interakcija između obrtne strele i
noseće konstrukcije portalne dizalice. Konačno, postavljeni su matematički
modeli portalnih dizalica, čija rešenja su dobijena pomoću metoda direktne
integracije (metodama korak‐po-korak), odnosno, konkretno Njumarkovom
metodom. Na ovim osnovama u programu Mathematica napisani su originalni
kodovi. Određen je i analiziran odgovor noseće konstrukcije portalne dizalice
na pobudu usled kretanja dizalice i oscilovanja tereta. Neki od istraženih
uticajnih parametara su brzina i ubrzanje/usporenje dizalice, klaćenje tereta i
elastični oslonci (opruge) u sistemu noseće konstrukcije. Numerički rezultati
predmetnog istraživanja, pre svega, mogu se iskoristiti u početnim fazama
projektovanja i konstruisanja portalnih dizalica radi ostvarivanja boljeg
uvida u dinamičko ponašanje.
SUMMARY:
The problems related to influential parameters on dynamic behavior of portal
cranes carrying structure are analyzed in this doctoral dissertation. In a narrow sense,
the procedure of the dynamic analysis of the carrying structure of a type H and X portal
crane due to moving portal and oscillation loads.
Before it was accessed to the dynamic analysis, appropriate substrate are
defined. As first, the introductory considerations to basic problems of portal cranes, are
given the basic and constructive remarks on the portal cranes, the possible classification
of portal cranes is suggested, the importance of transport portal cranes and gantry
cranes development trend are defined. Second, the introductory considerations in the
issue of the dynamics of portal cranes are given, and importance of dynamic analysis
portal crane is defined, an overview of relevant publications in the field of dynamic
portal cranes and similar cranes is given, the methodology of dynamic analysis... is
defined, the basic and specific objectives of the research are given and plan of research
is presented. Third, concepts of constructive solutions of carrying structure portal
cranes are given, whereby the special accent is given to the two types of H and X.
In the first step of dynamic analysis, a combined approach to research the title
problem is adopted, so that the principles of analytical mechanics are utilized for
modeling of rotating boom, while finite elements approach is used for modeling of
carrying structures portal cranes. Comparativly two constructional type portal crane H
and X are discussed. First, the original dynamic model of the rotating boom is set up,
which is the same for both types of crane. Analysis of the dynamic model of boom or
excitation are conducted on the basis of Newton's laws and the basic equations of
analytical mechanics (D'alamber`s principle and Lagrange equations of the second
kind). Then, for both types of portal crane, was formed finite element model carrying
structure. Modal analysis was performed. Established the dynamic interaction between
rotating boom and carrying structures portal crane. Finally, mathematical models of
portal cranes, were set up which solutions are obtained by using the methods of direct
integration (methods of step-by-step), or, more specifically Newmark method. On these
basic the original codes are written in program Mathematica. The response carrying
structures portal crane on excitation due to moving of the crane and the oscillation of
the load is determined and analyzed. Some of the investigated influencing parameters
are speed and acceleration/deceleration of crane, oscilation load and elastic supports
(springs) in the system of carrying structure. Numerical results of the mentioned
research, first of all, can be used in the initial phases of design and construction of portal
cranes in order to achieve better insight into the dynamic behavior.