Dinamička interakcija noseće strukture i kolica portalnih dizalica visokih performansi
Dynamic interaction between the structure and the trolley of high performance gantry cranes
Author
Gašić, VladaMentor
Zrnić, NenadCommittee members
Bošnjak, SrđanPetković, Zoran
Obradović, Aleksandr
Georgijević, Milosav
Metadata
Show full item recordAbstract
U radu se analizira dinamičko ponašanje noseće konstrukcije portalne dizalice usled
dejstva kolica kao pokretnog opterećenja. Dat je prikaz klasifikacije portalnih dizalica
pri čemu su izdvojene portalne dizalice za kontejnerske terminale sa svojim visokih
performansama koje imaju stalnu tendenciju poboljšanja. Prvo je dat koncept primene
analitičkog pristupa za modeliranje noseće konstrukcije preko sistema elastičnih tela
tipa prizmatične grede i razmatranje slobodnih poprečnih oscilacija. Kao savremen i
pre svega neophodan, usvojen je kombinovani pristup za istraživanje naslovnog
problema, tj. konačnoelementni pristup je iskorišćen za modeliranje noseće
konstrukcije portalne dizalice a principi analitičke mehanike su iskorišćeni za
modeliranje kolica. Razmatraju se dva najčešća konstrukciona tipa portalne dizalice za
formiranje modela strukture. Kolica su obuhvaćena kroz model pokretne mase, model
pokretnog oscilatora i kroz model pokretnog oscilatora sa klatnom koji predstavlja
orig...inalan model pokretnog opterećenja. Za svaki od modela je utvrđena dinamička
interakcija između ovih sistema i postavljeni su matematički modeli koji predstavljaju
sistem diferencijalnih jednačina drugog reda sa promenljivim koeficijentima. Rešenja
su dobijena pomoću originalnih programa, na bazi metode direktne integracije‐
Njumarkove metode. Identifikacija i analize odziva su izvršene za dva realna primera
portalnih dizalica. Istražen je uticaj brzine, ubrzanja/usporenja i težine kolica, kao i
uticaj klaćenja tereta i elastične opruge u sistemu kolica. Dobijeni rezultati se mogu
iskoristiti u početnim fazama konstruisanja portalnih dizalica koje imaju tendenciju da
ostvare veoma visoke performanse, u smislu ostvarivanja boljeg uvida u dinamičko
ponašanje.
The dynamics of a two‐dimensional gantry crane structure subjected to various types
of moving load is examined in this work. First, the classification of gantry cranes is
suggested and group of gantry cranes at container terminals are distinguished because
of high performances which have tendency to become even better in near future. The
analytical approach is introduced in modeling the gantry structure as continuous
system with transverse vibrations. However, modern approach, i.e. combined finite
element and analytical method is adopted to solve the title problem. Two types of
structure of gantry cranes are considered. Three types of trolleys are implemented in
calculation, i.e. moving mass, moving oscillator and moving oscillator with swinging
payload as original model are considered as moving loads acting upon the structure of
the gantry cranes. The interaction between the structure and each moving load model
is derived and the governing equations for MDOF systems are obtained. The
...postulated equations, which are second order differential equations with time
dependent coefficients, are solved with direct integration method‐Newmark method.
The analysis is applied to two types of gantry cranes and dynamic responses are
obtained for both the structure and the trolley. There are studied factors of moving
loads such as magnitude, speed, acceleration, deceleration and factors within the
trolley structure such as swinging of the payload and spring stiffness. Numerical results
reveal that used approach is useful and can draw conclusions for structural design
purposes of gantry cranes.
Faculty:
Универзитет у Београду, Машински факултетDate:
18-01-2013Projects:
- Sustainability and improvement of mechanical systems in energetic, material handling and conveying by using forensic engineering, environmental and robust design (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-35006)