Vol.9, No 2, 2011 pp. 137 - 148
UDC 624.07 519.711 515.3
DYNAMICAL MODELS QUALITY OF TRUSS SUPPORTING STRUCTURES
Miomir Jovanović1, Goran Radoičić2, Goran Petrović1, Danijel Marković1
1Niš University, Mechanical Faculty, Dept. Transportation Technique and Logistics, 18000 Niš, 14, A. Medvedeva Street, Serbia
E-mail: miomir@masfak.ni.ac.rs
2PUC "Mediana" Niš, Str. Mramorska 10, 18000 Niš, Serbia
E-mail: goran.radoicic@jkpmediana.rs
The quality of the model used to describe a structure is the main value of the scientific selection of technical analyses. This theoretical-experimental analysis shows the quality of modern dynamic modeling when it comes to modeling structures using linear members (1D finite elements). A tower crane structure is observed as a representative of large structures. A FEM structure model is created and subjected to testing of its static and dynamic properties. Elastic displacements and forms of model oscillations are searched for. Numerically obtained theoretical solutions are compared to experimental results. The quality of modern structure modeling application has a deviation of less than 2%. At the locations of the pronounced bending of the lattice, in the structure of the cantilever type, the elastic displacement deviation is less than 3%. The differences in the results of theoretical models and of experimental studies indicate the sensitivity of modeling quality depending on the experience of the authors and the restrictions of theoretical models in the description of connections in the truss node. The paper points to the elements of quality modeling, the scope of the number of applied structure elements, the redundant detailedness of some descriptions, the importance of the finite element type selection, the experimental values of vibration damping and the tower cranes properties. On the basis of these analyses, it is possible to develop analogue models which assure the quality – precision in modeling responsible structures.
Key words: Supporting Structure, Tower Crane, Dynamical Properties, Modal Analysis, Experimental Verification, FEM Modeling
KVALITET DINAMIČKIH MODELA REŠETKASTIH NOSEĆIH STRUKTURA
Kvalitet modela kojim je opisana struktura je glavna vrednost naučnog izbora tehničkih analiza. Koliki je savremeni kvalitet dinamičkog modeliranja strukture primenom linijskih članova (1D konačnih elemenata) pokazan je ovom teorijsko-eksperimentalnom analizom. Posmatrana je struktura toranjske dizalice kao reprezenta velike strukture. Formiran je FEM model strukture koji je izložen testiranjima statičkih i dinamičkih svojstava. Tražene su elastične translacije i oblici oscilovanja modela. Numerički dobijena teorijska rešenja, poređena su eksperimentalnim rešenjima. Kvalitet primene savremenog modeliranja struktura dao je uglavnom odstupanja ispod 2 %. Na mestima izraženog savijanja rešetke, tamo gde je struktura tipa konzole, dobijena su odstupanja elastičnih pomeranja, ispod 3 %. Razlike rezultata teorijskih modela i eksperimentalnih ispitivanja upozoravaju na osetljivost kvaliteta modeliranja od iskustva autora i ograničenja teorijskih modela u opisu veza u čvoru rešetke. Rad ukazuje na elemente kvalitetnog modeliranja, obim primenjenog broja elemenata strukture, nepotrebnu detaljnost pojedinih opisa, važnost izbora tipa konačnih elemenata, eksperimentalne vrednosti prigušenja vibracija i svojstva toranjskih dizalica. Na osnovu ovih analiza moguće je razvijati analogne modele koji daju sigurnost kvalitetu – tačnost modeliranja odgovornih struktura.
Ključne reči: noseća struktura, toranjska dizalica, dinamičke osobine, modalna analiza, eksperimentalna provera, FEM modelovanje