门式起重机金属结构的研究分析是门机在设计制造过程中最重要的一项内容。目前各国规范上对门机金属结构的计算均以静态载荷为主,但随着门式起重机跨度的增大,工作速度的提升,载荷的动态效应对门机结构的影响愈加明显。为了深入研究大跨度门式起重机金属结构的自身特性以及在载荷动态过程中的动力学响应特性,本文借用大型结构有限元分析软件ANSYS、碰撞冲击仿真软件LS-DYNA对门机结构的强度、刚度、振动特性、起升响应、地震响应以及轮轨接触碰撞方面进行了研究。本文主要的研究内容如下：1.利用ANSYS对门式起重机进行了结构静力学分析。完成了门机有限元模型创建,尤其是柔性铰结构有限元处理。按照规范对工况载荷取值的要求,完成了门机在刚度工况、强度工况、地震工况下的详细的静力学分析,结果表明结构的刚度、强度满足设计要求。2.利用ANSYS对门式起重机进行模态及瞬态分析,得到了门机结构的自振频率、振型和振型参与系数。结果表明门架结构的低阶振型将控制其地震响应振动,并计算出瞬态分析所需要的阻尼值,编写了门机在起升、地震瞬态分析中的APDL命令流。3.利用ANSYS及APDL技术对门式起重机进行了起升动态特性研究。对起升过程各阶段建立了运动微分方程,求得钢丝绳时程拉力,将其以离散载荷形式对门架结构进行持续的激励,得到整机系统在起升过程中各方向的振动情况和应力响应情况。结果表明按《起重机设计规范》进行起升载荷等效计算结果偏于不安全,且门架在沿小车轨道方向存在较大的变形。4.利用ANSYS及APDL技术对门式起重机进行了地震动态响应研究。推导了门机在地震激励下的振动分析模型,完成地震波选取调整以及对有限元模型的多点激励,得到门机的地震动态响应情况,分析门机在不同波速和行波方向下的响应规律,并和一致输入下的结果进行对比。结果表明按《起重机设计手册》进行地震载荷的等效计算,结果偏于不安全；行波效应会加剧门机的地震动态响应,且不同的波速和行波方向会影响门机的地震响应。5.利用LS-DYNA对门式起重机车轮进行了动态接触研究。按照我国现行规范要求,建立了轮轨接触模型,模拟车轮通过轨缝和偏斜运行的动态过程,得到其接触区的应力分布等值线图和应力变化时程曲线。结果表明接触区存在渗透,动态运行时接触斑形状发生改变,应力增大；通过轨缝时轮轨未出现瞬时脱离。本文的研究内容与成果,可为大跨度门机的结构动态特性研究提供参考与借鉴,同时也可以为大跨度门机的设计制造提供一定的指导意义。