автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Устойчивость стационарных башенных кранов в условиях ветрового нагружения

4601265

На правах рукописи

Обыденов Валерий Анатольевич

УСТОЙЧИВОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ БАШЕННЫХ КРАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЕТРОВОГО НАГРУЖЕНИЯ

Специальность

05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы» (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 ДПР 20)0

Тула 2010

004601265

Работа выполнена на кафедре "Подъемно-транспортные машины и оборудование" ГОУ ВПО "Тульский государственный университет"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сорокин Павел Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

' ч Иноземцев Александр Николаевич

кандидат технических наук Сероштан Владимир Иванович

Ведущая организация: ООО НПП «Подьемтранссервис»

(Московская обл., г. Королев)

Защита состоится «» и^ОЛ_2010 г. в/^^часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.10 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г. Тула, ГСП, проспект Ленина, д. 92, учебный корпус № 9, ауд. № 101)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Автореферат разослан « Л » Склф&лЯ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета.

Крюков В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение устойчивости стационарных башенных кранов является важнейшим условием при разработке систем управления их рабочими операциями. Во-первых, около половины всех аварий башенных кранов связано с их опрокидыванием, во-вторых, потеря устойчивости приводит, как правило, к разрушению самой машины без возможности ее дальнейшего восстановления, а также возможным вторичным разрушениям и человеческим жертвам. Безопасность и производительность погрузочно-разгрузочных работ, выполняемых башенными кранами, в значительной степени зависят от информированности оператора о текущем состоянии основных агрегатов машины в течение всего времени выполнения этих работ, а также от воздействий на металлоконструкцию со стороны внешних возмущающих факторов, связанных с изменением динамики ветрового потока. Согласно принципу, положенному в основу принятой в настоящее время базовой модели устойчивости свободно стоящего крана, для опрокидывания крановой установки ей следует сообщить кинетическую энергию, с целью преодоления приращения потенциальной энергии, получаемой при повороте крана на угол, достаточный для перемещения центра масс крана за ребро опрокидывания. Для гарантированного обеспечения устойчивости крановой установки необходимо оснастить ее бортовым автоматическим устройством стабилизации устойчивого положения.

В настоящий момент наиболее распространенными устройствами, позволяющими контролировать устойчивость установки в рабочем состоянии в условиях высоких скоростей ветра, являются микропроцессорный ограничитель грузоподъемности и анемометр, работающие в индикаторном режиме и не влияющие на управление машиной до момента достижения критического значения устойчивости. В то же время, при выполнении погрузочно-разгрузочных задач изменение динамики и увеличение скорости ветрового потока могут привести к опрокидыванию крана. В нерабочем состоянии контроль состояния машины не осуществляется, а обеспечение устойчивого и безопасного состояния машины достигается ослаблением тормозного механизма поворота башни.

Таким образом, возникает актуальная задача создания системы, обеспечивающей максимум производительности при сохранении условий устойчивости стационарных башенных кранов, которая должна выполнять следующие функции: постоянный контроль параметров и внешних факторов, влияющих на устойчивость в условиях высоких скоростей ветра; выработка управляющих сигналов на механизмы, обеспечивающие сохранение устойчивости; адаптация алгоритмов управления к изменяющимся внешним условиям.

Целью работы является повышение безопасности эксплуатации стационарных башенных кранов в условиях ветрового нагружения путем корректировки положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока.

В работе рассматривается стационарный быстромонтируемый башенный кран серии КБ-235, работающий на заранее подготовленной площадке с неог-

раниченным рабочим пространством. Вследствие подверженности других типов свободностоящих башенных кранов тем же видам внешних возмущающих воздействий, для них применимы те же принципы обеспечения устойчивости, а разрабатываемая система может быть к ним приспособлена при внесении корректировок в алгоритмы управления, содержащихся в памяти управляющего устройства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ существующих устройств, обеспечивающих устойчивость крановых установок;

- провести анализ методов расчета ветровой нагрузки и устойчивости кранов;

- построить математические модели ветрового нагружения и исследовать влияние ветрового потока на затененные участки конструкции при изменении угла атаки ветрового потока;

- получить аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать силовые и моментные величины, возникающие в результате действия ветрового нагружения на стационарный башенный кран;

- провести исследования статического и динамического ветрового нагружения стационарного башенного крана;

- разработать способ повышения устойчивости стационарного башенного крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок.

Объект исследования. Стационарные свободностоящие быстромонга-руемые башенные краны второй размерной группы с максимальным грузовым моментом до 75 т-м.

Предмет исследования. Различные расчетные сочетания скоростей ветра и положения стрелового устройства стационарного башенного крана относительно опорного контура и моментные характеристики в механизме поворота башни.

Методы исследования. Теоретические положения работы основаны на элементах теории грузовой и собственной устойчивости кранов, теории механики сплошных сред, методе конечных элементов. Построение математических моделей ветрового нагружения осуществлялось с использованием комплекса трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D v9. Для проведения расчетов использовалась вычислительная среда ANSYS CFD. При построении .алгоритмов управления использовался программный комплекс MATLAB v.7.7 с пакетом нечеткого анализа Fuzzy Logic.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается корректным использованием фундаментальных положений и теорий грузовой и собственной устойчивости, подтверждением полученных теоретических результатов, данными машинного эксперимента и результатами промышленной апробации.

На защиту выносятся:

1. Аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать силовые и моментные величины, возникающие в результате действия ветрового нагруже-ния на стационарный башенный кран, отличающиеся тем, что коэффициент пульсации ветрового потока выбирается в зависимости от высоты крана и длины стрелового устройства.

2. Математические модели ветрового нагружения стационарного башенного крана при различных углах атаки ветрового потока.

3. Способ определения запаса устойчивости стационарного башенного крана по текущему значению крутящего момента.

4. Способ повышения устойчивости стационарного башенного крана в условиях высоких ветровых нагрузок.

5. Алгоритмы функционирования системы безопасности крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок.

Научная новизна.

Впервые разработан способ обеспечения устойчивости стационарных башенных кранов в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок, отличающийся тем, что осуществляется корректировка положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока с использованием алгоритмов нечеткой логики.

Практическая ценность.

Практическая ценность работы состоит в том, что предложенный способ позволяет осуществлять активное управление устойчивостью крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок, сигнализировать об опасной ситуации и корректировать положение стрелового устройства относительно угла атаки ветрового потока с целью минимизации наветренной площади.

Разработанный способ управления устойчивостью может быть использован для создания устройств безопасности и стабилизации положения не только быстромонтируемых башенных кранов, но и любых свободностоящих стационарных башенных кранов, для которых величина ветрового нагружения является решающей характеристикой.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Подъемно-транспортные машины и оборудование» Тульского государственного университета, на 13-й научно-практической конференции «Автоматизация: проблемы и решения» в 2008 г. (г. Тула, ТулГУ), на 5-м специализированном Московском подъемно-транспортном форуме в 2009 г. (г. Москва), на 13-й межвузовской международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подьемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» в 2009 г. (г. Тула, ТулГУ).

Результаты диссертационной работы внедрены в конструкторскую практику завода-изготовителя стационарного башенного крана КБ-235 ООО «Стройтехника», Тульская обл., г. Донской.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 59 рисунков и библиографию из 80 наименований. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов, списка использованных источников и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы; сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость полученных результатов; приведены апробация и структура работы.

В первой главе представлен анализ современного развития систем безопасности грузоподъемных машин.

Использование электронных средств управления позволяет обеспечить заданную точность и избавить оператора от утомительного процесса частого переключения рукояток и постоянного наблюдения за параметрами, от которых зависит точность выполнения заданных функций и безопасность при производстве работ.

Наиболее распространенным устройством, позволяющим контролировать устойчивость установки, является ограничитель грузового момента и анемометр, предусматривающие при достижении критического значения устойчивости включение звуковой и визуальной сигнализации с частичной блокировкой. Такие системы работают в индикаторном режиме и не осуществляют активного воздействия на устойчивость машины.

Принимая во внимание изменчивость скоростного потока и малую продолжительность периода трансформации схемы опирания, когда крановая установка проходит состояние неустойчивого равновесия, а также факт концентрации внимания машиниста крана на перемещаемом объекте, процесс управления системой в условиях высоких ветровых нагрузок должен осуществляться бортовым автоматическим устройством.

Решением данной задачи занимались: Вайнсон А.А., Когон ИЯ., Подо-бед В.А., Барштейн М.Ф., Орлов А.Н., Зарецкий А.А., Невзоров JI.A., Wilcox D.C., Davenport A.G. и ряд других исследователей.

Во второй главе рассмотрены основные параметры ветрового воздействия на стационарные башенные краны с учетом изменения ветровой нагрузки по высоте крана и динамической составляющей ветрового потока.

Ветровое воздействие на металлоконструкцию крана характеризуется следующими основными параметрами: средняя скорость ветра; максимальная скорость ветра; шквалистость ветра.

При достаточно малых скоростях воздушного потока (0 -1 м/с) течение можно считать ламинарным, однако при увеличении скорости ветра всегда

происходит переход в турбулентное течение, которое характеризуется числом Рейнольдса.

Стреловое устройство стационарного башенного крана КБ-235, которое воспринимает основную нагрузку, состоит из труб цилиндрической формы, различающихся диаметром и расположением относительно действия ветрового потока.

Приводится сравнительная зависимость коэффициента лобового сопротивления от величины числа Рейнольдса для тел цилиндрической формы, построенная по экспериментальным данным и по ГОСТам (рис. 1).

Сх

2,70 2,43 2.16 1,89 1.62 135 1,08 0.81 0,54 0.27

О

\ Цил

1 /

V Зт МП нес <ш -да Г0( Т—

\ \ > / цйл аф /

к

N

\ V

\ к,

V

—-

С'12

С, 40

С =0.7

с-а

ю ю2ю3ю1ю;ю6ю710ею9ю"'

Рис. ¡.Зависимость коэффициента лобового сопротивления от числа Рейнольдса Сх(Яе)

Коэффициент лобового сопротивления по ГОСТу в пределах ■1б2<Яе<1(У имеет увеличенное значение на 5 -10%, что в свою очередь приводит к росту погрешности при вычислениях. При изменении угла атаки ветровым потоком происходит смещение данной зависимости, так как при наклоне цилиндра круговой формы его сечение принимает форму эллипса

Рабочими операциями стационарного башенного крана являются подъем и перемещение груза, которые затрагивают изменение вылета и поворот стрелы. На рис. 2 показаны наиболее опасные схемы работы стационарного башенного крана в период действия сильных порывов ветра, при взаимном расположении опорного контура, положении стрелы и направлении ветра.

Для описания рабочих операций крана, определяемых траекторией движения точки подвеса груза, расположенной на нижнем поясе стрелы и совпадающей с грузовой тележкой, рассмотрено пространственное колебание груза, в которой точка а и груз могут считаться малыми материальными точками.

Напра&лемя бетро

Путь груза

МфАлениб) ' Пожени*/

| Склад материмой

Центр тяжести с грузом Цетпр тяжести без груза

Рис. 2. Технологические схемы работы крана

Составлена схема действия ветровой нагрузки на стрелу. Расчетная схема крана с грузом является жесткой системой с пятью степенями свободы, которая представлена в цилиндрической системе координат (рис. 3).

Две координаты определяют текущее положение точки подвеса груза, а три других - положение центра тяжести груза при нестационарной идеальной связи.

на элементы конструкции крана

Для решения поставленных задач составлены уравнения на основе , обобщенных координат и соответствующих им обобщенных сил, включая ветловую нагрузку. Ветровая нагрузка представлена в виде суммы двух ее составляющих: статической - соответствующей средней скорости и динамической -соответствующей пульсационной составляющей скорости ветра. Получены основные формулы для определения: - статической составляющей ветровой нагрузки на стрелу, при вычислении давления ветрового потока:

Р„ =£-СхКУгАи,

(Computational fluid dynamics в переводе с англ. - Вычислительная гидрогазодинамика) комплексах. Наиболее часто используемые модели турбулентности являются: стандартная к-е модель; низкорейнольдсовая к-е модель; квадратичная к-е модель и группа k-w моделей (SST модель - Shear-Stress Transport) и модель Спаларта-Алмараса (SA модель).

Модели турбулентности дают различные результаты при моделировании отрывных течений, пограничных слоев и пр. Точность, обеспечиваемая различными моделями, также зависит от шага расчетной сетки в пристеночном слое ячеек (обычно характеризуется параметром у+, который можно рассматривать как локальное число Рейнольдса в ячейке).

Приводятся результаты численного моделирования обтекания цилиндра, полученные с использование расчетного комплекса ANSYS CFX (рис. 4).

rspjgsE-'

l_C\ = 2,71

Рис. 4. Формирование турбулентных вихрей при обтекании цилиндра

На основании численного моделирования и данных, приведенных в существующих расчетных методиках, построена зависимость коэффициента лобового сопротивления и числа Рейнольдса (рис. 5).

Сх

по

2,43 2.16 189 162 135 108 0,81 0,54 0,27 О

I I j I

Экспериментальная \

/ ■ я ГС

К и

/ ANSYSCi сх

10 10'г 10' 10' 10510'sЮ1Ю'' 10' 10" Re Рис. 5. Зависимость коэффициента лобового сопротивления от числа Рейнольдса Cx(Re)

Полученные результаты моделирования обтекания тела цилиндрической формы свидетельствуют о том, что математическое численное моделирование с использованием МКЭ и МКО дает точные результаты при соблюдении правил построения объемных сеток и задания граничных условий.

Одной из главных трудностей моделирования ветровых воздействий в рамках полной трехмерной постановки задачи вязкого турбулентного обтекания стационарного башенного крана связана с повышенными требованиями к мощности вычислительных платформ. Поэтому вычисления производились на высокопроизводительной рабочей станции.

Построены и посчитаны математические модели ветрового нагружения с учетом окружающей среды, изменения динамического давления ветра по высоте, модели турбулентности, коэффициента динамичности и др.

Результаты численного моделирования показывают распределение давлений по металлоконструкции крана и доказывают необходимость учета затененных участков конструкции при проведении расчетов. Нагружение затененных участков конструкции происходит в связи с обтеканием наветренной площади и последующей турбулизацией ветрового потока (рис. 6).

Рис. б. Диаграммы распределения давлений и линии тока ветрового потока

По результатам численного моделирования получены критические значения скоростей ветра для рабочего и нерабочего состояний, на основе которых выведены коэффициенты запаса устойчивости для различных положений стрелового устройства относительно ветрового потока. По итогам комплексного анализа устойчивости стационарного башенного крана без груза и с грузом получены зависимости положения стрелового устройства и крутящего момента, выраженные через коэффициент запаса устойчивости (рис. 7).

При перпендикулярном положении стрелового устройства относительно ветрового потока и далее до угла 40° аналитический метод расчета дает завышенные результаты на ~20 %, т.к. раскосы стрелы цилиндрической формы сориентированы на определенный угол к вектору действия ветрового потока и в сечении будут иметь форму эллипса, что в свою очередь приводит к завышению коэффициента лобового сопротивления в 1,5-2 раза. Начиная с а = 40° и до 90° решение задачи методом конечных элементов дает более высокие результаты ~ 10 — 15 % в связи с учетом влияния ветрового потока на затененные участки конструкции.

В четвертой главе разработаны способ и устройство управления устойчивостью стационарного башенного крана в условиях высоких ветровых нагрузок. Способ обеспечения безопасности стационарного башенного крана в нерабочем состоянии включает в себя корректировку и поддержание заданного параллельного положения стрелового устройства относительно ветрового напора.

В рабочем состоянии основная функция устройства безопасности это прогнозирование увеличения скорости ветрового потока и вывод соответствующей информации на блок визуальной индикации. В критических ситуациях при превышении максимально допустимой скорости ветра устройство выполняет функции управления устойчивостью.

Для описания алгоритма функционирования устройства безопасности в нерабочем состоянии модель нечеткой системы содержит две входные лингвистические переменные - «крутящий момент», «положение стрелы» и одну выходную - «команда управления».

Лингаистической переменной «крутящий момент» соответствует три терма - «малый» со значением [12 130]; «средний» - [5 160]; «большой» -[7180], где 130, 160 и 180 -величина крутящего момента с единицей измерения кН-м.

Лингвистической переменной «положение стрелы» соответствует три терма - «0-10», «10-50», «50-90» со значениями - [10 0]; [15 45]; [15 90], где 0, 45 и 90 - значения угла, выраженные в градусах.

Для выходной переменной «команда управления» будут соответствовать термы - «закрыто», «открыто не полностью» «открыто полностью».

Для терма «закрыто» - [-10 0 30] с максимумом в 0; «открыто не полностью» - [30 50 70] с максимумом в 50; «открыто полностью» - [70 100 120] с максимумом 100.

Для придания работоспособности системе необходимо аппроксимировать зависимости «входы - выходы» на основе лингвистических высказываний «если - то» и логических операций над нечеткими множествами.

Для нерабочего состояния крана аппроксимирующие зависимости будут иметь вид:

1. Если «крутящий момент» - «малый» или «положение стрелы» - «О -10», тогда «команда управления» - «закрыто»;

2. Если «крутящий момент» - «средний» и «положение стрелы» - «10 -50», тогда «команда управлению) - «открыто не полностью»;

3. Если «крутящий момент» - «большой» и «положение стрелы» - «10 -50», тогда «команда управления» - «открыто полностью»;

4. Если «крутящий момент» - «средний» и «положение стрелы» - «50 -90», тогда «команда управления» - «закрыто»; . •

5. Если «крутящий момент» - «большой» и «положение стрелы» - «50 -90», тогда «команда управления» - «открыто не полностью»;

Для наглядного представления нечетких правил построена трехмерная поверхность зависимости входных переменных от выходных рис. 9.

Для рабочего состояния крана нечеткий алгоритм содержит две входные лингвистические переменные — «скорость ветра» и «положение стрелы», и две выходные переменные - «команда управления» и «устойчивость».

Лингвистической переменной «скорость ветра» соответствует три терма - «24», «25» и «27» со значениями [0,5 24], [0,5 25,5], [0,5 27].

Лингвистической переменной «положение стрелы» соответствует три терма - «0-10», «10-50» и «50-90» со значениями [10 0], [10 35] и [21 90].

Первая выходная лингвистическая переменная «команда управления» содержит три терма - «закрыто», «открыто не полностью», «открыто полностью» со значениями - [-40 0 30], [30 50 70], [70 100 140].

Вторая выходная лингвистическая переменная «устойчивость» содержит три терма - «обеспечена», «частично обеспечена», «состояние критическое» со значениями - [-40 0 30], [30 50 70], [70 100 140].

Для организации функционирования алгоритма заданы нечеткие правила, которые будут формировать базу знаний.

1. Если «скорость ветра» - «24», тогда «команда управления» - «закрыто», «устойчивость» - «обеспечена»;

2. Если «положение стрелы» - «0-10», тогда «команда управления» - «закрыто», «устойчивость» - «обеспечена»;

Рис. 9. Визуализация нечеткого вывода

3. Если «скорость ветра» - «24» и «положение стрелы» - «10-50», тогда «команда управления» - «открыть не полностью», «устойчивость» - «частично обеспечена»;

4. Если «скорость ветра» - «25» и «положение стрелы» - «50-90», тогда «команда управления» - «открыть не полностью», «устойчивость» - «частично обеспечена»;

5. Если «скорость» - «27» и «положение стрелы» - «10-50», тогда «команда управления» - «открыто полностью», «устойчивость» - «критическая»;

6. Если «скорость» - «27» и «положение стрелы» - «50-90», тогда «команда управления» - «открыто полностью», «устойчивость» - «критическая».

Для визуализации нечетких правил входов-выходов представим поверхность нечеткой базы знаний (рис. 10).

в м

Рис. 10. Поверхность базы знаний «входы-выходы» для рабочего состояния крана

В пятой главе приводятся конструктивные предложения по внедрению разработанной системы в схему крана. Рассмотрены штатная система безопасности башенного крана КБ-235 и внедряемая система безопасности.

Штатная система безопасности состоит из группы датчиков «Ограничитель грузоподъемности»; микропроцессора; блока индикации.

При выполнении погрузочно-разгрузочных работ в случае перегрузки в результате неустановившегося движения либо превышении массы поднимаемого груза микропроцессор формирует сигнал на отключение исполняемых механизмов крана с выводом соответствующей информации на блок визуальной индикации.

Разработанная система безопасности в условиях высоких ветровых нагрузок содержит: группу датчиков «Ветровое нагружение»; контроллер, содержащий программное обеспечение с возможностью корректировки и перепрограммирования алгоритма; аппаратуру управления устойчивостью (рис. 11).

Датчики положения стрелового устройства и скорости ветра подключаются шиной обмена данными к контроллеру, содержащему программное обеспечение с алгоритмами нечеткой логики.

Группа датчиков 'Ограничил). грузопод.'

Датчик грузоподъемности

Ограничитель динам, момента

Л..Л..

Микропроцессор

11 ] I

Блох индикации

1 1 # Матек модель \ 1 11 | 1 Состояние системы

1 1 1 1

Сисше тс5рз!к тка 1 1 1 1 Гюрчн&яри

а /яасяреиш 1 1 •¡вИаскЬя

Группа датчиков ЪетроЬое нагружение"

Контроллер

{] Аппаратура управления 11 устойчивостью

Датчик крут, момента 1 1 I Радочее состоят и || || 11 иткрыто

Датчик направления Отрыто ттташ

Датчик скорости Ветра -}}— Нерабочее состояше 11 -|) 1.1

Датчик положения стрелы Закрыто

Рис. 11. Функциональная схема системы управления устойчивостью

Контроль скорости ветра осуществляется постоянно. При скорости ветра до 24 м/с контроллер формирует сигнал о состоянии ветрового воздействия и направляет его на микропроцессор и далее на блок индикации. При усилении скорости ветра и достижении средней скорости равной 24 м/с контроллер, оперируя данными датчиков положения стрелы, направления ветра и алгоритмом нечеткого управления для рабочего состояния, формирует предупреждающий сигнал об усилении скорости ветра, и через микропроцессор данная информация выводится на блок визуальной индикации. В случае дальнейшего увеличения средней скорости контроллер, анализируя положение стрелы относительно ветрового потока по данным датчиков «положения стрелы» и «направления ветра», производит корректировку положения стрелового оборудования в сторону с большим запасом устойчивости при помощи изменения жесткости кинематической связи тормоз - редуктор поворота башни.

В нерабочем состоянии в условиях высоких ветровых нагрузок сигналы с датчиков крутящего момента, положения стрелового устройства и направления ветрового потока поступают в контроллер и анализируются. В зависимости от полученных результатов формируются управляющие сигналы, направленные на аппаратуру управления устойчивостью, интегрированную в кинематическую схему механизма поворота.

Приводится модернизированная схема размещения оборудования на кране, содержащая набор датчиков, электронные компоненты управления и регистрации параметров крана, блок визуальной индикации, шину данных и аппаратуру управления устойчивостью (рис. 12).

Основные интегрируемые датчики - это датчик крутящего момента и датчик направления ветра.

Для определения крутящего момента от ветровой нагрузки возможно использование двух подходов: интегрировать датчик в кинематическую схему поворота башни или расположить на оси поворота крана. Для стационарного башенного крана КБ-235 предпочтительнее использовать датчик крутящего момента, устанавливаемый на быстроходный вал редуктора поворота башни. Это связанно с тем, что пониженный крутящий момент на быстроходном валу редуктора будет меньше момента, снятого на оси вращения крана. Поэтому возможно использование более дешевого датчика с меньшими значениями рабочих характеристик, но в этом случае возникает вероятность увеличения погрешности показаний крутящего момента вследствие потерь в механизмах редуктора и опорно-поворотного устройства.

Аппаратура управления устойчивостью представляет собой гидродинамическую или электромагнитную муфту, установленную в кинематическую схему механизма поворота крана, в разрыв между тормозом и редуктором поворота. Так как стационарный башенный кран серии КБ-235 использует для перевода в рабочее положение стрелового устройства и башни гидроцилиндры, то предпочтительнее использовать в качестве аппаратуры управления устойчивостью гидродинамическую муфту. Также рассмотрены электромагнитные многодисковые и кулачковые муфты, устанавливаемые на краны без гидравлических систем.

На основании проведенных исследований ветрового воздействия на металлоконструкцию крана выбраны компоненты системы безопасности вклю-

чающие: контроллер нечеткой логики, датчик крутящего момента и аппаратуру управления устойчивостью.

В качестве аппаратного устройства с программой нечеткого вывода для управления устойчивостью стационарным башенным краном выбран контроллер Fuji RS-485, позволяющий производить дальнейшую модернизацию оборудования крана с увеличением числа входных - выходных переменных с образованием нейронной сети.

По данным завода изготовителя, определено общее передаточное отношение механизма поворота равное 1:2085, по которому найден максимальный крутящий момент на быстроходном валу редуктора -100,8 кН-м. На основании полученных данных произведен выбор датчика крутящего момента TRA-20K с диапазоном измерений 1 кГс - 20 кГс-м.

В качестве аппаратуры управления устойчивостью с учетом частоты вращения ротора электродвигателя механизма поворота крана и величины крутящего момента выбрана гидродинамическая муфта серии KR12.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача создания устройства безопасности, способного повысить эксплуатационную производительность и уровень безопасности производства погрузочных работ, выполняемых стационарными башенными кранами в условиях высоких ветровых нагрузок, путем стабилизации положения стрелового устройства относительно ветрового потока в рабочем и нерабочем состояниях. На основе теоретических исследований и математического моделирования впервые разработан метод стабилизации устойчивости стационарного башенного крана в условиях высоких ветровых нагрузок.

В рамках проведенных исследований получены следующие основные результаты:

1. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать основные силовые и моментные величины в результате действия ветрового на-гружения на стационарный башенный кран с грузом, также показано, что динамическую составляющую ветрового потока для стационарных башенных кранов можно принимать как произведение динамического коэффициента, учитывающего пульсацию ветрового воздействия и коэффициента динамичности, являющегося функцией периода собственных колебаний.

2. Впервые разработаны математические модели ветрового нагружения стационарного башенного крана в полной трехмерной постановке задачи для разных углов атаки ветрового потока, отличающейся тем, что конечными элементами аппроксимируется воздушное пространство, а модель крана является полостью в нем.

3. При положении стрелового устройства до 40° относительно ветрового потока аналитические методы расчета дают завышенные результаты приблизительно на 20 %, что доказывает целесообразность использования данного ме-

тода при выполнении первоначальных расчетов грузовой устойчивости стационарных башенных кранов.

4. При повороте стрелового устройства относительно действия ветрового потока на угол более 40°, наблюдается снижение значений результатов, полученных аналитическим методом расчета приблизительно на 10-15 %, что обусловлено отсутствием возможности учета затененных участков конструкции.

5. Определены максимально допустимые скорости ветра в рабочем -24 м/с и в нерабочем - 33 м/с состояниях, а также коэффициенты запаса устойчивости стационарного башенного крана КБ-235 для всех положений стрелового устройства, из которых следует, что в нерабочем состоянии отклонение стрелового устройства от параллельного положения относительно вектора действия ветрового потока не должно превышать 30°.

6. В результате исследования ветрового нагружения стационарного башенного крана с использованием современных CFD - технологий с учетом динамической составляющей получена зависимость между крутящим моментом на оси вращения крана и положением стрелового устройства относительно направления ветрового потока, которая позволяет определить коэффициент запаса устойчивости. Максимальный допустимый крутящий момент для стационарного башенного крана КБ-235 на оси вращения в нерабочем состоянии при скорости ветра 33 м/с равен 170 кН-м.

7. Проведенный анализ положений стрелового устройства показывает, что коэффициент запаса устойчивости крана при скорости ветра 33 м/с в 2,8 раза больше при параллельном расположении стрелового устройства относительно направления ветрового потока, чем при перпендикулярном.

8. Разработан способ регулирования устойчивости в условиях высоких ветровых нагрузок для стационарных башенных кранов в рабочем и нерабочем состояниях, заключающийся в прогнозировании увеличения скорости ветра и выводе информации на блок индикации, а в случае превышения максимальных значений скорости ветра в корректировке положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока.

9. Разработаны алгоритмы управления устойчивостью стационарного башенного крана для рабочего и нерабочего состояния в условиях высоких ветровых нагрузок с использованием нечеткой логики, что позволяет вносить оперативные изменения в систему безопасности в зависимости от типа крана, а также оперировать приближенными значениями крутящего момента, положения стрелы, коэффициента запаса устойчивости и скорости ветра.

10. Предложены рекомендации и обоснования выбора компонентов устройства безопасности стационарного башенного крана в условиях сильных ветровых нагрузок в рабочем и нерабочем состояниях. Дня конструкции стационарного башенного крана КБ-235 рациональным является применение гидродинамической муфты серии KR 12, датчика крутящего момента модели TRA-20К, контроллера нечеткой логики Fuji RS-485.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Обыденов В.А. Конструктивные особенности и преимущества легких башенных кранов // 13 Межвузовская международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы». М.: Типография МИИТ, 2009. С.81.

2. Обыденов В.А. Устойчивость башенного крана при возникновении порывов ветра // Материалы 1 Межвузовской научной конференции студентов, магистров, аспирантов и молодых ученых. Братск, 2009. С. 43-48.

3. Обыденов В.А. Исследование устойчивости мобильных грузоподъемных машин методом конечных элементов // Молодежный вестник технологического факультета. Лучшие научные работы студентов и аспирантов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 90-95.

4. Сорокин П.А. Редькин A.B., Обыденов В.А. Метод конечных элементов. Влияние ветровой нагрузки на устойчивость грузоподъемного крана II Информационно - консультационное издание по промышленной и экологической безопасности. Технадзор. Екатеринбург: Типография «Домино», 2009. С. 84-85.

5. Обыденов В.А. Особенности и преимущества башенных кранов малой грузоподъемности // Молодые исследователи - регионам: материалы Всероссийской научной коференции студентов и аспирантов. В 2-х т. Вологда: ВоГТУ, 2009. Т.1. С. 192.

6. Обыденов В.А. Анализ устойчивости свободностоящнх кранов при воздействии ненормированных ветровых нагружений // Известия ТулГУ. Технические науки. 2009. Вып. 2: в 2 ч. 41. С 110-117.

7. Редькин A.B., Обыденов В.А., Козлов О.И. Компьютерное моделирование ветровой нагрузки с помощью метода конечных элементов // Известия ТулГУ. Технические науки. 2009. Вып. 2: в 2 ч. 41. С127-133.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 16.03.10 Формат бумаги 60x84 у^. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 1.2. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 07. Тульский государственный университет 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула просп. Ленина, 95

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ БАШЕННЫХ КРАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК.

1.1. Обзор систем защиты башенных кранов.

1.2. Анализ нормативных документов по расчету стационарных башенных кранов на ветровую нагрузку.

1.3. Анализ выполненных работ по расчету устойчивости и ветровой нагрузки кранов.

1.4. Выводы и задачи исследования.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВОГО ПОТОКА НА СТАЦИОНАРНЫЙ БАШЕННЫЙ КРАН.

2.1. Параметры ветрового воздействия.

2.2. Влияние динамики ветрового потока на коэффициент аэродинамического сопротивления элементов крана.

2.3. Ветровое нагружение башенного крана с грузом.

2.4. Выводы.

3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА СТАЦИОНАРНЫЙ БАШЕННЫЙ КРАН.

3.1. Задачи и общие положения оценки моделирования ветровой нагрузки.

3.2. Построение математической модели ветрового нагружения.

3.3. Моделирование ветрового нагружения стационарного башенного крана.

3.4. Выводы.

4. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТЬЮ СТАЦИОНАРНОГО БАШЕННОГО КРАНА В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК.

4.1. Принципы обеспечения устойчивости.

4.2. Алгоритм управления краном в нерабочем состоянии.

4.3. Алгоритм управления краном в рабочем состоянии.

4.4. Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СТРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТЬЮ СТАЦИОНАРНОГО БАШЕННОГО КРАНА.

5.1. Принципиальная схема системы безопасности крана.

5.2. Схема расположения оборудования системы.

5.3. Определение компонентов системы безопасности.

5.4. Выводы.:.

Актуальность темы. Обеспечение устойчивости стационарных башенных кранов является важнейшим условием при разработке систем управления их рабочими операциями. Во-первых, около половины всех аварий башенных кранов связано с их опрокидыванием, во-вторых, потеря устойчивости приводит, как правило, к разрушению самой машины без возможности ее дальнейшего восстановления, а также возможным вторичным разрушениям и человеческим жертвам. Безопасность и производительность погрузочно-разгрузочных работ, выполняемых башенными кранами, в значительной степени зависят от информированности оператора о текущем состоянии основных агрегатов машины в течение всего времени выполнения этих работ, а также от воздействий на металлоконструкцию со стороны внешних возмущающих факторов, связанных с изменением динамики ветрового потока. Согласно принципу, положенному в основу принятой в настоящее время базовой модели устойчивости свободно стоящего крана, для опрокидывания крановой установки ей следует сообщить кинетическую энергию, с целью преодоления приращения потенциальной энергии, получаемой при повороте крана на угол, достаточный для перемещения центра масс крана за ребро опрокидывания. Для гарантированного обеспечения устойчивости крановой установки необходимо оснастить ее бортовым автоматическим устройством стабилизации устойчивого положения.

В настоящий момент наиболее распространенными устройствами, позволяющими контролировать устойчивость установки в рабочем состоянии в условиях высоких скоростей ветра, являются микропроцессорный ограничитель грузоподъемности и анемометр, работающие в индикаторном режиме и не влияющие на управление машиной до момента достижения критического значения устойчивости. В то же время, при выполнении погрузочно-разгрузочных задач изменение динамики и увеличение скорости ветрового потока могут привести к опрокидыванию крана. В нерабочем состоянии контроль состояния машины не осуществляется, а обеспечение устойчивого и безопасного состояния машины достигается ослаблением тормозного механизма поворота башни.

Таким образом, возникает актуальная задача создания системы, обеспечивающей максимум производительности при сохранении условий устойчивости стационарных башенных кранов, которая должна выполнять следующие функции: постоянный контроль параметров и внешних факторов, влияющих на устойчивость в условиях высоких скоростей ветра; выработка управляющих сигналов на механизмы, обеспечивающие сохранение устойчивости; адаптация алгоритмов управления к изменяющимся внешним условиям.

Целью работы является повышение безопасности эксплуатации стационарных башенных кранов в условиях ветрового нагружения путем корректировки положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока.

В работе рассматривается стационарный быстромонтируемый башенный кран серии КБ-235, работающий на заранее подготовленной площадке с неограниченным рабочим пространством. Вследствие подверженности других типов свободностоящих башенных кранов тем же видам внешних возмущающих воздействий, для них применимы те же принципы обеспечения устойчивости, а разрабатываемая система может быть к ним приспособлена при внесении корректировок в алгоритмы управления, содержащихся в памяти управляющего устройства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ существующих устройств, обеспечивающих устойчивость крановых установок;

- провести анализ методов расчета ветровой нагрузки и устойчивости кранов;

- построить математические модели ветрового нагружения и исследовать влияние ветрового потока на затененные участки конструкции при изменении угла атаки ветрового потока;

- получить аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать силовые и моментные величины, возникающие в результате действия ветрового нагружения на стационарный башенный кран;

- провести исследования статического и динамического ветрового нагружения стационарного башенного крана;

- разработать способ повышения устойчивости стационарного башенного крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок.

Объект исследования. Стационарные свободностоящие быстромонтируемые башенные краны второй размерной группы с максимальным грузовым моментом до 75 т-м.

Предмет исследования. Различные расчетные сочетания скоростей ветра и положения стрелового устройства стационарного башенного крана относительно опорного контура и значения крутящих моментов в механизме поворота башни.

Методы исследования. Теоретические положения работы основаны на элементах теории грузовой и собственной устойчивости кранов, теории механики сплошных сред, методе конечных элементов. Построение математических моделей ветрового нагружения осуществлялось с использованием комплекса трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D v9. Для проведения расчетов использовалась вычислительная среда ANSYS CFD. При построении алгоритмов управления использовался программный комплекс MATLAB v.7.7 с пакетом нечеткого анализа Fuzzy Logic.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается корректным использованием фундаментальных положений и теорий грузовой и собственной устойчивости, подтверждением полученных теоретических результатов, данными машинного эксперимента и результатами промышленной апробации.

На защиту выносятся:

1. Аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать силовые и моментные величины, возникающие в результате действия ветрового нагружения на стационарный башенный кран, отличающиеся тем, что коэффициент пульсации ветрового потока выбирается в зависимости от высоты крана и длины стрелового устройства.

2. Математические модели ветрового нагружения стационарного башенного крана при различных углах атаки ветрового потока.

3. Способ определения запаса устойчивости стационарного башенного крана по текущему значению крутящего момента.

4. Способ повышения устойчивости стационарного башенного крана в условиях высоких ветровых нагрузок.

5. Алгоритмы функционирования системы безопасности крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок.

Научная новизна. Впервые разработан способ обеспечения устойчивости стационарных башенных кранов в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок, отличающийся тем, что осуществляется корректировка положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока с использованием алгоритмов нечеткой логики.

Практическая ценность. Практическая ценность работы состоит в том, что предложенный способ позволяет осуществлять активное управление устойчивостью крана в рабочем и нерабочем состояниях в условиях высоких ветровых нагрузок, сигнализировать об опасной ситуации и корректировать положение стрелового устройства относительно угла атаки ветрового потока с целью минимизации наветренной площади.

Разработанный способ управления устойчивостью может быть использован для создания устройств безопасности и стабилизации положения не только быстромонтируемых башенных кранов, но и любых свободностоящих стационарных башенных кранов, для которых величина ветрового нагружения является решающей характеристикой.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Подъемно-транспортные машины и оборудование» Тульского государственного университета, на 13-й научно-практической конференции «Автоматизация: проблемы и решения» в 2008 г. (г. Тула, ТулГУ), на 5-м специализированном Московском подъемно-транспортном форуме в 2009 г. (г. Москва), на 13-й межвузовской международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» в 2009 г. (г. Тула, ТулГУ).

Результаты диссертационной работы внедрены в конструкторскую практику завода-изготовителя стационарного башенного крана КБ-235 ООО «Стройтехника», Тульская обл., г. Донской.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 59 рисунков и библиографию из 80 наименований. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов, списка использованных источников и приложения.

5.4. Выводы

1. Отличительными чертами системы является:

- прогнозирование увеличения скорости ветрового потока в рабочем состоянии крана и вывод соответствующей информации на блок индикации; регулирование устойчивости при превышении предельно допустимой скорости ветра для стационарного башенного крана в рабочем состоянии;

- автоматическое поддержание параллельного положения стрелового устройства относительно направления ветра в нерабочем состоянии;

- возможность установки, как в новые, так и в действующие крановые конструкции.

2. Для нормального функционирования системы безопасности крана она должна быть оснащена системой датчиков, включающих: датчик крутящего момента и датчик направления ветрового потока.

3. Автоматическое регулирование устойчивости достигается по средствам изменения жесткости аппаратуры управления установленной в кинематическую схему механизма поворота крана.

4. При разработке приборов обеспечивающих устойчивость кранов с развитой гидравлической системой, целесообразно использовать гидродинамические муфты.

5. Использование гидродинамической муфты позволяет осуществлять плавный запуск и обеспечение уменьшения потребления электрического тока.

6. Использование электромагнитной муфты позволяет модернизировать стационарные крановые установки без гидроаппаратуры.

7. При выборе аппаратуры управления устойчивостью необходимо ориентироваться на значения крутящего момента полученного на оси вращения и характеризующего потерю устойчивости для стационарного башенного крана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача создания устройства безопасности, способного повысить эксплуатационную производительность и уровень безопасности производства погрузочных работ, выполняемых стационарными башенными кранами в условиях высоких ветровых нагрузок, путем стабилизации положения стрелового устройства относительно ветрового потока в рабочем и нерабочем состояниях. На основе теоретических исследований и математического моделирования впервые разработан метод стабилизации устойчивости стационарного башенного крана в условиях высоких ветровых нагрузок.

В рамках проведенных исследований получены следующие основные результаты:

1. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать основные силовые и моментные величины в результате действия ветрового нагружения на стационарный башенный кран с грузом, также показано, что динамическую составляющую ветрового потока для стационарных башенных кранов можно принимать как произведение динамического коэффициента, учитывающего пульсацию ветрового воздействия и коэффициента динамичности, являющегося функцией периода собственных колебаний.

2. Впервые разработаны математические модели ветрового нагружения стационарного башенного крана в полной трехмерной постановке задачи для разных углов атаки ветрового потока, отличающейся тем, что конечными элементами аппроксимируется воздушное пространство, а модель крана является полостью в нем.

3. При положении стрелового устройства до 40° относительно ветрового потока аналитические методы расчета дают завышенные результаты приблизительно на 20 %, что доказывает целесообразность использования данного метода при выполнении первоначальных расчетов грузовой устойчивости стационарных башенных кранов.

4. При повороте стрелового устройства относительно действия ветрового потока на угол более 40°, наблюдается снижение значений результатов, полученных аналитическим методом расчета приблизительно на 10-15 %, что обусловлено отсутствием возможности учета затененных участков конструкции.

5. Определены максимально допустимые скорости ветра в рабочем — 24 м/с и в нерабочем — 33 м/с состояниях, а также коэффициенты запаса устойчивости стационарного башенного крана КБ-235 для всех положений стрелового устройства, из которых следует, что в нерабочем состоянии отклонение стрелового устройства от параллельного положения относительно вектора действия ветрового потока не должно превышать 30°.

6. В результате исследования ветрового нагружения стационарного башенного крана с использованием современных CFD — технологий с учетом динамической составляющей получена зависимость между крутящим моментом на оси вращения крана и положением стрелового устройства относительно направления ветрового потока, которая позволяет определить коэффициент запаса устойчивости. Максимальный допустимый крутящий момент для стационарного башенного крана КБ-235 на оси вращения в нерабочем состоянии при скорости ветра 33 м/с равен 170 кН-м.

7. Проведенный анализ положений стрелового устройства показывает, что коэффициент запаса устойчивости крана при скорости ветра 33 м/с в 2,8 раза больше при параллельном расположении стрелового устройства относительно направления ветрового потока, чем при перпендикулярном.

8. Разработан способ регулирования устойчивости в условиях высоких ветровых нагрузок для стационарных башенных кранов в рабочем и нерабочем состояниях, заключающийся в прогнозировании увеличения скорости ветра и выводе информации на блок индикации, а в случае превышения максимальных значений скорости ветра в корректировке положения стрелового устройства относительно направления ветрового потока.

9. Разработаны алгоритмы управления устойчивостью стационарного башенного крана для рабочего и нерабочего состояния в условиях высоких ветровых нагрузок с использованием нечеткой логики, что позволяет вносить оперативные изменения в систему безопасности в зависимости от типа крана, а также оперировать приближенными значениями крутящего момента, положения стрелы, коэффициента запаса устойчивости и скорости ветра.

10. Предложены рекомендации и обоснования выбора компонентов устройства безопасности стационарного башенного крана в условиях сильных ветровых нагрузок в рабочем и нерабочем состояниях. Для конструкции стационарного башенного крана КБ-235 рациональным является применение гидродинамической муфты серии KR 12, датчика крутящего момента модели TRA-20K, контроллера нечеткой логики Fuji RS-485.

1. Амелин В.М., Иньков Ю.М., Марсов В.И. и др. Электронные системы управления и контроля строительных и дорожных машин / Под. ред. Б.И. Петленко. М.: Интекст, 1998.

2. Анапольская Л.Е. Методика определения расчетных скоростей ветра для проектирования ветровых нагрузок на строительные сооружения / Л.Е. Анапольская, Л.С. Гандин //Метеорология и гидрология. — 1958. №10. С.10-17

3. Анапольская Л.Е. v Режим ветра на территории СССР / Л.Е. Анапольская. — Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 200 с.

4. Барштейн М.Ф. Ветровая нагрузка на здания и сооружения / М.Ф. Барштейн //Строительная механика и расчет сооружений. — 1974 №4.

5. Барштейн М.Ф. Динамический расчет высоких сооружений на действие ветра : справочник по динамике сооружений / М.Ф. Барштейн; под ред. Б.Г. Коренева, И.М. Рабиновича. М.: Стройиздат, 1972.

6. Басов К.А. Ansys в примерах и задачах /Под общ. ред. Д.Г. Красовского. — М.: КомпьютерПресс, 2002. 224 е.: ил.

7. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. М.: Мир, 1982. - 287 с.

8. Башенные краны / Л.А. Невзоров и др. М.: Машиностроение, 1979.-292 с.

9. Благоев В.Л. Учет взаимодействия ветровых нагрузок при монтаже строительных конструкций /В.Л. Благоев // Строительная механика и расчет сооружений. 1973. №4. С. 39-41.

10. Бураго Н.Г. Вычислительная механика. // Конспект лекций МГТУ им. Баумана. М, 2005. - 247 с.

11. Борисенко М.М. Особенности ветрового режима в нижнем слое атмосферы над городом / М.М. Борисенко, М.В. Заварина // Метеорология и гидрология : Труды ГГО. 1971. — Вып. 283. - с 12 — 21.

12. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины: Учебник для вузов по специальности "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование". — 4—е изд., перераб. И доп. — М.: Машиностроение, 1989.-536 с.

13. Виглеб Г. Датчики: Пер. с нем. М.: Мир, 1989. 196 с.

14. Гончарук A.M. Исследование устойчивости стреловых кранов при резком торможении спускаемого груза // Известия высших учебных заведений. Строительство и аргитектура. 1973. № 4. с. 13—16.

15. ГОСТ 1451-77. Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. — Введ. 01.01.78. -М.: Госстандарт СССР : Изд-во стандартов, 1977. — 19 с.

16. ГОСТ 29266-91. Краны грузоподъемные. Требования к точности измерений параметров при испытаниях.

17. Гниломедов Г.И. Исследование процессов раскачивания груза и эксплуатационных нагрузок портальных кранов : автореф. дис. канд.техн. наук / Г.И. Гниломедов

18. Горлин С.М. Экспериментальная аэродинамика / С.М. Горлин. — М.: Высш. Шк., 1970. 423 с.

19. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин / М.М. Гохберг. М.: Машиностроение, 1976 - 454 с.

20. Григорьев Н.И. Нагрузки кранов / Н.И. Григорьев. М.; JL: Машиностроение, 1964. — 166 с.

21. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости / М.И. Гуревич. -М. 1979.-536 с.

22. Гутникова В.А., Кирякин В.Ю., Лифанов И.К., Сетуха А.В. Математическое моделирование аэродинамики городской застройки. М.: Изд-во «Пасьва», 2002. - 244 с.

23. Ерофеев Н.И. Математическая модель режима работы крановых установок / Н.И. Ерофеев // Автоматика и телемеханика. — 1967. -№3-С. 160- 166.

24. Ерофеев Н.И. Анализ уравнений движения мостового перегружателя с гибким подвесом грузи и тремя поступательными движениями / Н.И. Ерофеев, До Ван Кыонг // Морские порты : сб. / ОИИМФ. Одесса, 1970. - Вып. 4. - С. 153-162.

25. Жирков М.А. Нормирование ветровых нагрузок по направлениямв условиях Дальнего Востока : автореф. дисканд. техн. наук / М.А.

26. Жирков. Владивосток, 1966. - 20 с.

27. Жукаускас А. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости / А. Жукаускас, И. Жюгжда — Вильнюс: Мокслас, 1979. — 237 с.

28. Заварина М.В. О расчете максимальных скоростей ветра для определения ветровых нагрузок на высотные сооружения / М.В. Заварина // Метрология и гидрология. — 1968. -№3

29. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.-544 с.

30. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. — М.: Мир, 1986.-267с.

31. Зубко Н.Ф. Влияние ветровых нагрузок на работу приводов механизмов портального крана / Н.Ф. Зубко, В. А. Подобед // Электротехническая промышленность. Сер Электропривод — 1983. — Вып. 2

32. Иванов В.В. Методы вычислений на ЭВМ : спра. Пособие / В.В. Иванов. — Киев : Наукова думка, 1986. 584 с.

33. Ильюшин А.А., Победря Б.Е. Основы математической теории термовязкоупругости. — М.:Наука, 1970. — 270с.

34. Информационный бюллетень федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №1(40). — М.: НТЦ «Промышленная безопасность».

35. Каплун А.Б. Морозов Е.М. Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. М.: Едиториал УРСС, 2003. — 272 с.

36. Коган И.Я. Строительные башенные краны / И.Я. Коган. — М.: Машиностроение, 1971. 396 с.

37. Копейкина Н.Н. Оснащение башенных кранов анемометрами / Н.Н. Копейкина, JI.H. Журдин // Безопасность труда в промышленности. — 1968. -№1.- С. 49-52.

38. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. — М.гНаука, 1980512с.

39. Мяченков В.И., Мальцев В.П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ ЕС. — М.:Машиностр., 1984. — 280с.

40. Моделирование турбулентных течений: учебное пособие / И.А. Белов. С.А. Исаев, Балт. гос. техн. Ун-т. Спб., 2001. — 08 с.

41. Нагрузки и воздействия: СНиП 2.01.07-85- М.: Стройиздат, 1985-55.

42. Николаенко Н.А. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций / Н.А. николаенко. — М.: Машиностроение, 1967. — 368 с.

43. Образцов И.Ф. и др. Метод конечных элементов в строительной механике летательных аппаратов. — М.:Высшая школа, 1987. — 421с.

44. Обыденов В.А. Исследование поведения металлоконструкции мобильных грузоподъемных машин при трансформации опорного контура. // 13-я научно-практическая конференция «Автоматизация: проблемы и решения». Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.

45. Обыденов В.А. Особенности и преимущества башенных кранов малой грузоподъемности. // Межвузовская конференция студентов и молодых ученых «Подъем-нотранспортные, строительные, путевые машины». М.: типография МИИТ, 2008.

46. ОНК 160. Ограничитель нагрузки крана (ограничитель грузоподъемности). Руководство. ПИО ОБТ. - 2008.

47. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. — Л.гСудостр., 1974. 476с.

48. Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении / И.Л. Повх. Изд. 3-е. - Л.: Машиностроение, 1974. - 479 с.

49. Подобед В.А. Повышение эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках : автореф. дис. .д-ра техн. наук / В.А. Подобед; Москва, 2007, 46 с.

50. Подобед В.А. Математическое моделирование ветровой нагрузки на портовые портальные краны // Вестник МГТУ, том 9, №2, 2006 г. — 318331 с.

51. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов: ПБ 10-382-00 с имз. от 28.10.2008 М.: Госгортехнадзор России : изд-во «Деан», 2009 - 272 с.

52. Приборы безопасности грузоподъемных машин: Сборник документов. Серия 10. Выпуск 66/ Колл. Авт. — М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2005. 429 с.

53. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов.: Справочник/В.И. Мяченков, В.П.Мальцев, В.П. Майборода и др. Под общ. ред. В.И. Мяченкова. — М.:Машиностр., 1989. 520с.

54. РД 10-399-01. Требования к регистраторам параметров грузоподъемных кранов. — М.: Изд-во «Деан», 16 с.

55. РД 22-166- 86 Краны башенные строительные. Нормы расчета. -М.: Изд-во «Деан», 62 с.

56. Руководство по эксплуатации. Анемометр сигнальный цифровой АСЦ-3. Владимир: НПО «Техкранэнерго», 21 с.

57. Редькин А.В. Автоматизация обеспечения устойчивости самоходных грузоподъемных машин на выносных опорах // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение. — 2001. N8-C. 7-10.

58. Редышн А.В. Адаптация управления грузоподъемными машинами к изменяющимся рабочим условиям // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение. — 2004. — N 1 — С. 13 — 15.

59. Редькин А.В. Дроссельное управление гидроприводами рабочих механизмов стреловых самоходных кранов // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение. 2005. -N 1 - С. 7 - 10.

60. Редькин А.В. Методы обеспечения динамической устойчивости мобильных грузоподъемных машин // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение. 2004. — N 9 — С. 13 — 15.

61. Реттер Э.И. Аэродинамика зданий / Э.И. Реттер, С. И. Стриженов. М.: Стройиздат, 1968. - 240 с.

62. Савицкий Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения. М.: Стройиздат, 1972. — 110 с.

63. Садырин А.И. О структуре пакета прикладных программ решения задач соударения. // Прикладные задачи прочности и пластичности. Методы решения задач упругости и пластичности. Всес. Межвуз. сб. -Горький, изд. ГГУ, 1981. С. 69-73.

64. Сегерлинд JL Применение метода конечных элементов. -М.:Мир, 1979.-392 с.

65. Секулович М. Метод конечных элементов. — М.: Стройиздат, 1993.-664 с.

66. Серебровский Ф.Л. Аэрация жилой застройки / Ф.Л. Серебровский. М.: Стройиздат, 1971. — 112с.

67. Смирнов Е.М., Зайцев Д.К., Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии // Научно-технические ведомости №2. 2004. - С. 70-81141

68. Справочник по кранам. Под ред. М.М. Гохберга. / В 2-х томах. // Том 1. — JL: Машиностроение, 1988. — 536с.

69. Справочник по кранам. Под ред. М.М. Гохберга. / В 2-х томах. // Том 2. — Л.: Машиностроение, 1988. 559с.

70. Спицина Д.Н. Динамическое воздействие ветровой нагрузки на козловые краны / Д.Н. Спицина и др. // Труды ВНИИ! 11 МАШ. М., 1976. -Вып.1.-С. 88-96.

71. Субботина П.Н., Шишаева А.С., Применение различных моделей турбулентности для задач внешнего обтекания в программном комплексе FLOWVISION //Труды всероссийской научно-практической конференции «Инженерные системы — 2008»

72. Терехова, И. И. Управление грузовой устойчивостью свободностоящих кранов системой приводов при динамическом нагружении: дисс.канд. техн. наук. / И.И.Терехова, Красноярск, 2005. 138 с.

73. Толоконников JI.A. Механика деформируемого твердого тела. — М.: Высшая школа, 1979. 308с.

74. Труды конференции по аэродинамике и аэроупругости высоких строительных сооружений. — М.: Изд-во отц. Цаги, 1976. — 208 с.

75. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. — М.: Горячая линия — Телеком, 2007. — 288 с.

76. Электрооборудование и системы управления подъемно-транспортными машинами: Учеб. пособие / П.А.Сорокин, Д.М.Крапивин, М.Н. Хальфин, А.В. Редькин, В.П. Папирняк. Тула: Изд—во ТулГУ — 2003.-379 с.

77. Якупов Н.М. Вариант МКЭ для исследования поведения конструкций со сложной структурой материала. // IX конференция по прочности и пластичности. Труды Конференции. Т.З., 1996 — с. 135—139.

78. Davenport A.G. gust loading factors / A.G. Davenport // Inst. Of Structural Division. Proc. / A.S.C.E. 1967. - Vol. 93, №3. - P. 11-34.

79. Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD / D.C. Wilcox La Canada, California. -1994. - 477 P.