[发明专利]门式起重机箱梁抗风减载仿生结构及其设计方法

权利要求书

1.一种门式起重机箱梁抗风减载仿生结构，其特征在于，为贴附于门式起重机箱梁迎风面的鱼嘴流线仿生结构，所述鱼嘴流线仿生结构为粒突箱鲀鱼嘴仿生结构，所述粒突箱鲀鱼嘴仿生结构沿平行于箱梁长度方向的截面为椭圆弧面；所述粒突箱鲀鱼嘴仿生结构沿垂直于箱梁长度方向的截面为粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓；椭圆弧面的长轴为门式起重机箱梁长度，短轴为箱梁跨中位置的粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓在该椭圆弧面所在截面内偏离箱梁侧面的距离；

所述粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓流线特征主要由自上至下的三段圆弧过渡面构成，根据三段圆弧过渡面，将粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓线自上至下分为七条线段；

以门式起重机箱梁长度方向为Z方向，垂直于门式起重机箱梁长度方向的粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓线所在截面为X-Y平面，以箱梁高度D为设计变量，建立箱梁跨中位置的粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓线模型，如下：

线段L₁为：

x²+[y-(D-r₁)]²＝r₁² (1)；

其中，

线段起止点的取值范围：

线段L₂为：

线段起止点的取值范围为：

线段L₃为：

线段起止点的取值范围为：

线段L₄为：

线段起止点的取值范围为：

线段L₅为：

线段起止点的取值范围为：

线段L₆为：

线段起止点的取值范围为：

线段L₇为：

式中

线段起止点的取值范围为：

式中α₁＝R₁+R₂，β₁＝B₂-B₁，λ₁＝D₂-D₁，α₂＝R₂+R₃，β₂＝B₃-B₂，λ₂＝D₃-D₂，B₁＝0.1D，B₂＝0.45D，B₃＝0.6D，D₁＝0.3D，D₂＝0.4D，D₃＝0.7D，R₁＝0.25D，R₂＝0.05D，R₃＝0.06D；

根据得到箱梁跨中位置的X-Y截面粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓线，对于截面高度为Y₁的X-Z截面仿生轮廓线，满足以下关系：

式中，L为门式起重机箱梁的长度，X₁为粒突箱鲀鱼嘴仿生轮廓线X-Y截面的截面高度Y₁对应的坐标。

2.根据权利要求1所述门式起重机箱梁抗风减载仿生结构，其特征在于，所述鱼嘴流线仿生结构由轻质材料一体成型得到；

或者，所述鱼嘴流线仿生结构由具有鱼嘴流线仿生轮廓的刚性骨架组件以及贴附于刚性骨架组件上的膜层构成；所述刚性骨架组件包括沿箱梁长度方向的若干横向骨架和垂直于箱梁长度方向的若干鱼嘴形纵向骨架；若干纵向骨架沿箱梁长度方向顺次固定于箱梁迎风面；各个纵向骨架经横向骨架固定连接。