Specifičnosti formiranja različitih matematičkih modela pri analizi dinamičkog ponašanja portalnih dizalica za kontejnerske terminale

Abstract

Rad se bavi problematikom pokretnog opterećenja kod portalnih dizalica visokih performansi. Usvojen je kombinovani pristup, koji podrazumeva primenu metode konačnih elemenata u kombinaciji sa jednačinama analitičke mehanike, za formiranje matematičkih modela portalne dizalice. Model kolica je razmatran kroz nekoliko modela: pokretna sila, pokretna masa, pokretni oscilator i pokretni oscilator sa klatnom. Svaki od modela ima svoje dinamičke karakteristike koje profilišu dinamički odziv strukture dizalice. Rešenja su dobijena numerički, metodom direktne integracije, razmatranjem ravanskog ramovskog konačno elementnog modela strukture pod dejstvom ekvivalentnog pokretnog opterećenja na osnovu postavljenog sistema diferencijalnih jednačina drugog reda sa promenljivim koeficijentima. Prikazana je problematika koja nastaje pri povećanju broja parametara pri formiranju dinamičkog modela-postavci matematičkog modela. Na realnom primeru dizalice su dati dinamički odzivi različitih modela koji mogu poslužiti kao preporuka za izbor modela u zavisnosti od važnosti željenih dinamičkih parametara u fazi projektovanja kontejnerskih dizalica.

The paper deals with the moving load problems within the structural dynamic analysis of a large gantry crane as high-performance machine. The emphasis is placed on combined method approach, i.e. finite element method and analytical postulations, to obtain the mathematical model of crane. Moving trolley is considered throughout several models: moving force, moving mass, moving oscillator and moving oscillator with swinging object. Each model has characteristics which determine the responses of the crane structure, along with its dynamic properties. The title problem is solved by calculating the forced vibration responses of the two-dimensional framework with time-dependent property matrices and subjected to an equivalent moving load. Improving the moving load models increases complexity as well for postulating as for obtaining the solutions from overall crane model. Comparative presentation of models is shown here with conclusion that leads to an appropriate way of model selection prior to crane problem postulation.