Введение
1. Обзор научных работ по теории проектирования и расчета башенных кранов и постановка задачи исследования 10
1.1. Обзор работ по теории и экспериментальным исследованиям грузоподъемных кранов 10
1.2. Постановка задачи исследования 17
2. Разработка методики конечно-элементной аппроксимации конструктивно-технических систем БК 18
2.1. Общие положения 18
2.2. Уравнения движения БК при сейсмическом воздействии 18
2.3. Матрица преобразования координат 25
2.4. Функции перемещений межузловых сечений 28
2.5. Принципы построения расчетно-динамической модели БК 37
2.6. Модель нормативных эксплуатационных нагрузок 42
2.6.1. Модель сосредоточенных и распределенных нагрузок 42
2.6.2. Модель температурных воздействий 46
2.6.3. Математическая модель внешних нагрузок от начальных несовершенств элементов металлоконструкций БК 46
2.6.4. Математическая модель внешних нагрузок, обусловленных осадкой рельсовых путей 48
2.7. Модель сейсмического воздействия 49
2.8. Выводы по главе 56
3. Математические модели пространственных металлоконструкций БК . 57
3.1. Математическая модель жесткостных характеристик БК 57
3.1.1. Матрица жесткости линейно-упругого стержневого конечного элемента 58
3.1.2. Секториальные характеристики поперечных сечений тонкостенного конечного элемента 60
3.1.3. Матрица жесткости тонкостенного конечного элемента 63
3.1.4. Матрица жесткости рельсового пути БК 68
3.1.5. Учет граничных условий связи конечного элемента с узлами 82
3.1.6. Формирование матрицы жесткости полной системы 83
3.2. Математическая модель инерционных характеристик БК 85
3.2.1. Матрица сосредоточенных масс 85
3.2.2. Матрица масс линейно-упругого конечного элемента . 87
3.2.3. Матрица масс тонкостенного конечного элемента 88
3.3. Математическая модель демпфирующей характеристики БК 91
3.3.1. Общие положения 91
3.3.2. Модели демпфирования 94
3.4. Выводы по главе 98
4 Развитие методов сейсмического анализа башенных кранов 100
4.1. Частоты и формы собственных колебаний БК 100
4.2. Линейно-спектральный метод теории сейсмостойкости 101
4.3. Метод главных координат 107
4.4. Статический деформационный расчет 110
4.5. Оценка напряженно-деформированного состояния БК 111
4.6. Выводы по главе 112
5 Исследование устойчивости положения БК в пространстве при землетрясениях методом прямого интегрирования уравнений движения 113
5.1. Критерии устойчивости 113
5.2. Нелинейные факторы в сейсмических колебаниях БК 114
5.3. Методы решения задачи устойчивости положения БК в пространстве 118
5.4. Выводы по главе 122
6. Разработка методики вычислительного эксперимента исследования сейсмостойкости БК 124
6.1. Построение расчетно-динамической модели КБ-403 124
6.2. Решение проблемы собственных значений КБ-403 130
6.3. Оценка напряженно-деформированного состояния КБ-403 135
6.4. Анализ устойчивости положения КБ-403 в пространстве 138
6.5. Выводы по главе 153
Заключение 154
Список литературы 155
Приложения 169
