NFX|起重机抗震分析
起重机械作为物料搬运设备，广泛应用于国民经济各个领域，如核电站、航空航天、冶金、造船、水利水电等。 《起重机抗震设计通则》GB/T 41680-2022的发布和实施，为起重机的抗震设计提供了具体的指导和规范，这对于提高起重机在地震等自然灾害中的安全性和可靠性具有重要意义。
本文件规定了起重机抗震设计的通用方法,适用于ISO 8686(所有部分)定义的地震载荷的计算、ISO 20332定义的金属结构能力验证和ISO 4306(所有部分)定义的机械部件和结构的计算。
本文件评估经受地震激励下的起重机动态反应行为—起重机动态特性及其支承结构的函数。本评估不仅考虑了地上工作的起重机位于区域和局部条件下的动态效应,同时,也考虑起重机的工作状态和地震对起重机造成的危害。
本文件仅适用于应力在ISO 20332规定的弹性范围内的正常使用极限状态(SLS)。
本文件不适用于包括塑性变形在内的能力验证。若起重机供应商和用户之间有协议允许时,可参考其他相关标准或文献。
需要进行抗震设计的起重机主要包括塔式起重机、核电站专用起重机、港口门座起重机、岸边集装箱桥式起重机和门式起重机。
塔式起重机
塔式起重机的抗震要求涵盖了多个方面的内容，其中包括抗震能力、结构稳定性、抗风能力、抗侧倾力等等。在进行抗震测试时，需要通过模拟地震环境和外力作用，来评估塔式起重机在地震和其他突发事件中的稳定性和安全性。而抗震要求的目的，是确保塔式起重机能够在突发事件中保持稳定，从而不影响施工安全和建筑物的结构完整性。
港口起重机
港口门座起重机作为港口装卸作业的重要装备之一，承担着货物装卸、堆存和运输等重要功能。在地震作用下，起重机容易遭到振动和损坏，通过分析可以减少对起重机的破坏，延长起重机的寿命，降低维护成本，还可以提高起重机的稳定性和工作效率，减少起重机在装卸作业过程中的摆荡和晃动，提高装卸效率和货物运输质量。交通部水运司制定的《港口起重运输机械设计手册》中规定，安装在地震区的大高度起重机(特别是固定塔式起重机）必须考虑水平作用的地震载荷。
核电站专用桥式起重机
核电用桥式起重机是核反应堆燃料后处理的重要起重设备，抗震要求为Ⅰ类。为确保设备在地震作用下安全可靠,需对该起重机进行抗震性分析。
核环行起重机即核电站用环行桥式起重机，地震现象会威胁到核环吊的安全性。核环吊的结构庞大，受试验条件及成本等的限制，对实际结构进行抗震实验存在诸多困难
岸边集装箱桥式起重机
承担集装箱船装卸作业，岸边集装箱桥式起重机结构重心高、侧向刚度分布不均以及轮轨约束的特殊固定形式,当遭遇强震时整机结构会产生大幅度晃动,造成车轮脱轨以及门腿、横梁、前后大梁等结构件塑性变形甚至破坏,严重时可导致整机坍塌报废。
门式起重机
2.最大反应谱法
考虑了结构动力特性，例如高阶振型，但结构非线性的影响并未涉及。
3.时程分析法
时程分析法将历史发生过的地震载荷曲线或人工地震波作为地震计算分析的输入，采用直接积分法计算结构动力方程，不做其他简化假设，能有效地反映出整个地震过程中设备的位移、内力、变形等地震响应结果
软件应用流程
midas NFX作为一款多物理场分析软件，主要功能有：线性/非线性静力分析、模态/屈曲分析、热传递/ 热应力分析、线性动力分析、非线性隐式动力/显式动力分析、多体动力学分析（MBD）、疲劳分析、复合材料分析、优化设计（拓扑/尺寸优化）、CFD分析（流动/传热/多相流/离散相/组分传输/动网格/流固耦合（FSI））、CPU+GPU高性能并行运算等
线性动力(动态)分析支持
提供直接积分法和模态法
•瞬态响应(时程)分析 (Transient Response)
•频率响应分析 (Frequency Response)
•随机振动 (Random Vibration)
•反应谱(Response Spectrum)
静态荷载以及预应力荷载的动态转化，自动时间增量
反应谱分析属于线性动力分析
midas NFX提供10个国家和地区行业规范，通过规范要求，可自动计算出谱数据
1.确定加速度谱
根据项目地址，选择对应的抗震设计谱（软件内置各个国家的规范）
Q:如果项目在不同地方
A:选择最不利的工况分析
加速度反应系数
2.进行模态分析
也叫阵型分析
3.定义反应谱工况方向
根据项目类型，选择定义x、Y、Z方向的反应谱。
起重机抗震要求考虑xYzZ三个方向的地震作用,竖向反应谱值为水平谱值的50%。
4.模态组合
结果方向组合选择SRSS
时程(瞬态)响应分析是计算时变激励的响应.
瞬态响应分析的载荷是随时间变化的力、位移、速度和加速度;
在节点处可直接输入节点动力载荷或者定义完静态载荷后与时间函数相乘转换为动态载荷（例如:线、面动力荷载)。
抗震时程分析荷载一般是：时间依存加速度（即，地震波曲线）
分析重难点
边界条件模拟-跳轨
以轮压出现负值判断岸桥是否发生轮轨分离。
可模拟轨道对车轮的水平摩擦力和竖向支撑力，也允许车轮跳离轨道，从而实现车轮跳脱轨现象的模拟。
部分起重机行业用户(*排名不分先后)
