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ANSYS的物料提升机结构模态分析

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ANSYS的物料提升机结构模态分析

根据行业标准JGJ88-1992《龙门架及井架式物料提升机安全技术规范》的规定，建筑施工用物料提升机的钢结构计算必须按照现行国家标准《钢结构设计规范》进行，主要还是根据传统的材料力学和结构力学的方法，计算复杂，耗时耗力，当处理动载问题时，只是在原静载的基础上考虑一动载系数，本质上还是进行静力学分析计算，计算结果精度较低。物料提升机在实际工作时，由于频繁的启动与停止容易造成冲击，并且也有可能由于外界的激励形成振动，在钢结构内部引起较大的动态应力，可能造成钢结构的破坏，因此动力学设计是必不可少的一部分。通常动力学分析分为系统的模态分析(即求解结构的固有频率和振型)和系统在受到一定载荷时的动力响应分析2 部分。通过试验模态分析结合参数识别理论来得到系统的动态参数和特性，尽管精度较高，但比较复杂。本文介绍一种简单、快速求解物料提升机系统模态的方法。
1 物料提升机结构自由振动特性的求解
模态分析用于确定设计中的结构或机器部件的振动特性，即计算它们的固有频率及振型，物料提升机结构特性(固有频率及振型)的计算基于线弹性的钢结构系统。具有有限个自由度的线弹性系统的运动方程为

式中M——质量矩阵
C——阻尼矩阵
K——刚度矩阵
δ——位移向量
P(t)——作用力向量
t——时间
当P (t)=0 时，忽略阻尼C的影响，方程变为

自由振动时，结构上各点作简谐振动，各节点位移表示成为

则有