[發明專利]一種體育館動荷載穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201410017513.3
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103853053B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 錢鋒
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

1.一種體育館動荷載穩定性控制方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)、將整個建筑物視為一個大空間網格，所述的大空間網格內部由無數個相同的小空間網格組成，小空間網格的大小根據計算精度來確定，每個小空間網格對應一個房間，或根據現實中的房間大小對小空間網格進行空間重組；

(2)、確立分析計算建筑物時所需要的建筑信息和環境信息，將所述建筑信息和環境信息輸入計算機中進行風環境以及濕度環境的模擬，得出整個建筑物的能量流失數據；

(3)、在采光模擬軟件平臺上，利用插件導入步驟(2)得到的風環境以及濕度環境模擬所得出的能量流失數據進行二層模擬；

(4)、再根據步驟(3)二層模擬后獲知的能量流失數據對每一個小空間網格進行計算，所求得的數據就作為將來房間布局的設計參考；

(5)、在計算機中進行房間數量和屬性的設置，那么整個建筑物空間布局中則根據能量流失的多少來布置相應的房間在對應的部位上；

(6)、最后根據要求，對建筑進行功能布置的分析，在分析中將屬性相同的功能區盡可能的集中于一體；

(7)、收集到數據就作為建筑空間動荷載的參考，用來將體育館內部信息轉化為計算信息，根據要求對建筑進行動力荷載穩定性的分析；

所述動力荷載穩定性的分析通過運用滑動小車實現，所述滑動小車布置于鋼架結構上，將體育館內部信息轉化為計算信息儲存在小車里以達到控制動荷載的作用，

若載荷使桿件內各質點產生的加速度較顯著，或者載荷隨時間而變化，則所述載荷為動載荷；當具有一定速度的物體沖擊靜止的桿件時，該物體的速度在很短的時間內急劇變化，產生很大的負值加速度，故物體對靜止的桿件施加很大的作用力；

?計算公式

式中　n——軸承轉速，r/min;C——額定動載荷，N；P——當量動載荷，N；ε——壽命指數；fF——載荷系數，對轉盤和水龍頭主軸承，fF=1.25；fL——潤滑壽命修正系數；fR——可靠性壽命修正系數；fU——游隙壽命修正系數；fE——軸向偏斜壽命修正系數；fY——材料冶煉方法壽命修正系數；fH——表面硬度壽命修正系數，fH=(gH）ε,?gH為額定動載荷硬度修正系數；fT——溫度壽命修正系數，fT=（gT）ε，gT為軸承額定動載荷溫度修正系數；fG——潤滑油過濾精度壽命修正系數，滾子軸承fG=3.5（Gj）-0.55，Gj為濾網的細度(μm)；

由疲勞損傷累積理論得變載荷工況下滾動軸承損傷為

式中　Q——損傷程度；S——載荷譜的載荷級數；L′i——某一載荷級在規定壽命期內的循環次數，106rLi——某一載荷級達到極限壽命時的循環次數，106r；

L′i、Li由下式確定

式中　ni——某一載荷級時的轉速，r/min；qi——某一載荷級運轉時間占總時間之比；LR——滾動軸承總工作壽命，h；Pi——某一載荷級時的當量動載荷，N，系數fL、fU、fE隨載荷大小而變化，故等效當量動載荷Pm下的fL、fU、fE都是未知的；按式（2）、（3）來求解等效當量動載荷Pm是十分困難的，為計算方便，取各級載荷作用下修正系的平均值fLm、fUm、fEm作為等效當量動載荷下的fL、fU、fE，即

主軸承在等效當量動載荷Pm及相同的載荷循環次數條件下達到同樣損傷，系數fT、fH、fR、fY、fG受載荷的影響不大，取為定值；

化簡后得等效當量動載荷為

主軸承疲勞壽命為

式中nm=主軸承平均速度，r?/min，且

?滾動軸承荷載與壽命的關系曲線方程為

=常數

式中：

P——當量動荷載（N）；

L₁₀——基本額定壽命（10⁶r）；

ε——壽命指數，球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3；

軸承基本額定壽命為100萬轉（1x10⁶r）時所能承受的荷載稱為基本額定荷載C(N),代入上式可得

或

式中：

n——軸承的工作速度（r/min）；

L_10、L_h——分別為以轉數和小時數為單位的軸承壽命（r、h）；

對于裝有飛輪的軸的動荷載，飛輪與軸同時作勻減速轉動，其角加速度為：

?α的方向與ω的方向相反；按動靜法，在飛輪上附加慣性力矩dM(其方向與α相反)為

式中J為飛輪的轉動慣量，其值為

制動時，制動器所產生的摩擦力偶矩與慣性力矩IM平衡，從而使軸受到扭轉變形；

所以由于慣性扭矩而引起的軸內最大切應力為。

2.根據權利要求1中的一種體育館動荷載穩定性控制方法，其特征在于：所述的建筑信息包括建筑材料和結構；所述的環境信息包括太陽輻射對建筑表面形成的太陽輻射程度、周邊的風壓和周邊的風向。