桥式起重机动态特性仿真研究

发布时间：2020-06-13 05:29

【摘要】：起重机被广泛的应用于经济建设中,作为一种复杂的机械系统,起重机在运行过程中,主要机构、零部件间的相互作用对运行状态安全性产生很大影响,且主要构件承受着强烈的冲击。长期以来,多采用静态方法来设计和评价起重机,将动态问题转化为静态问题来处理。虽然这样简化了设计过程,提高了设计效率,但不能准确反映起重机的实际工况和动态性能。现有的文献表明,各国起重机标准对起重机主梁预拱度的规定并不一致;在我国对起重机主梁预拱度的要求也有所降低,如国标GB/T 3811中对起重机不再规定其预拱度值仅对其静刚度做出规定。针对上述情况,可以通过先进的虚拟样机软件较精确地获得起重机的各种动态特性参数,同时采用虚拟样机技术研究上拱度对起重机性能的影响。本课题以50t/10t桥式起重机为基础,建立起重机刚柔耦合模型进行仿真,主要分析了起重机在四种典型工况下的动态特性,并对比主梁有无预拱度对桥式起重机动态特性的影响和小车爬坡能耗的影响进行分析。本课题主要工作:(1)对桥式起重机进行动力学分析,推导出起升机构在启制动工况下的钢丝绳受到动载荷、大(小)车运行机构启动过程中吊重所受水平偏摆载荷的表达式。(2)对建立桥式起重机整机刚柔耦合模型的方法进行简述,采用SolidWorks、ANSYS和ADAMS联合建模技术建立桥式起重机刚柔耦合整机模型,这样建立的虚拟样机模型与实际物理样机更符合。(3)建立平直主梁的桥式起重机刚柔耦合整机模型,在ADAMS中对桥式起重机在四种典型工况下进行仿真,主要分析了各工况下钢丝绳受载情况、吊重偏摆情况、车轮轮压、主梁变形情况。获得的结果与理论相比,验证了仿真的正确性;获得的起升动载系数与起重机设计规范中的推荐值相比偏小。(4)对上拱主梁桥式起重机在小车运行工况下进行仿真,分析满载情况下主梁预拱度存在对起重机动态特性的影响,发现:小车在满载运行情况下,主梁上拱度的存在对起重机运行情况和载荷变化影响不大,其中对吊重的偏摆情况略有减小;对满载小车运行时克服坡道阻力能耗减小明显。
【图文】：

针对这一情况，参考相关文献[59-61]，在考虑主梁柔性变形情况下同时采用ADAMS/cable 模块建立钢丝绳模块，建立与实际起重机物理样机更符合且相对高效的刚柔耦合整机模型。3.1 三维模型的构建为了提高计算效率，降低对计算机性能的要求，有必要对仿真模型做一定的简化，如用质量块代替主吊钩和吊重(简称“吊重”)，用小车等效质量块代替除小车架、小车轮、主吊钩的起重机小车等。这些简化采用 2.2 节中等效系统原理，对桥式起重机整机动态特性影响不大。对于简化后整机模型中复杂的构件，按照真实的尺寸参数对复杂构件进行三维建模。ADAMS 软件能实现简单模型构建，但对于复杂模型其建模困难、效率低。针对 ADAMS 软件实体造型功能较差，，采用 SolidWorks 软件建立桥机整机模型中复杂构件。将其装配在一起，将装配好的模型保存为 Parasolid(.x_t)格式，并导入 ADAMS 中。SolidWorks 中的起重机整机模型如图 3.1 所示。

柔性主梁模型图
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.9;TH215

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本文编号：2710725