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摘要
针对塔机结构振动特性的研究虽然已取得了丰硕的成果，但是很多文献把塔机结构当作刚性结构来研究，或者未考虑塔机的加速度对吊重摆角的影响，针对塔机在提升与回转耦合运动下结构振动和空间摆角特性研究的文献则更少。针对塔式起重机的非线性运动易引起结构振动的问题，为了探究其运动规律，在塔式起重机提升与回转耦合运动下，对塔机结构的振动特性进行了理论推导和仿真研究。首先，采用运行特性、物理关系和梁挠度理论，提出了一种塔式起重机位移模型(从加速到恒速再到减速);然后，根据拉格朗日和空气阻力理论，推导了塔式起重机的动力学模型；最后，根据实际塔式起重机的结构和运动特点，设计了实验塔机，利用实验塔机搭建了测试平台，通过吊重的空间摆角实验过程验证了耦合运动模型的有效性，研究了不同的提升加速度、回转加速度和初始摆动角度对非线性耦合运动下吊重的空间摆角和塔身振动的影响。研究结果表明：回转加速度对塔身结构振动和空间摆角有显著影响；提升加速度对塔身结构振动和空间摆角的影响很小；当提升加速度为0.01 m/s2时，摆角θ有最小值；当任意初始角度不小于0.2 rad时，初始角度对塔身结构和摆角振动影响较大。
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