桥式起重机的虚拟样机建模与动态仿真研究

发布时间：2020-07-14 16:23

【摘要】：在起重运输机械中引入虚拟样机技术,可以在计算机上建立样机模型,实现计算机对起重机各机构在各种工况下随载荷变化的运行状态以及随时间变化过程的仿真模拟,得到起重机性能的仿真参数和结果,以此来估计和准确推断实际运行的各种数据,然后改进设计方案,从而可以降低起重机成本,提高其质量,缩短研发周期,增强产品的竞争力。 本文以桥式起重机为研究对象,利用Pro/E软件和ADAMS软件,建立了桥式起重机在ADAMS中的三维数字化虚拟样机模型,并对其进行了多体系统动力学仿真分析研究。在分析和研究虚拟样机技术和多体系统动力学基本理论的基础上,根据起重机动力学理论,建立了起重机三大机构的动力学模型,并计算确定了不同工况下的动载荷。使用三维实体建模软件Pro/E,建立了桥式起重机的三维实体模型。同时,研究了Pro/E和ADAMS的接口技术,通过Pro/E和ADAMS的接口模块——Mech/Pro将起重机的三维实体模型导入ADAMS中。在对各个部件施加约束和载荷后,完成了某桥式起重机的运动学和动力学性能仿真研究,并对仿真结果进行了分析,为其设计提供了有价值的指导。 桥式起重机整机系统的虚拟样机研究,是先进的仿真分析技术在起重机设计中的初步尝试,为经济、可靠、高性能的起重机设计提供了一种新的设计工具和手段。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH215
【图文】：

对其进行三维实体建模。4.1桥式起重机的结构及主要性能参数本文研究的QD5t一13.sm双梁桥式起重机的整机的结构形式如下图4一1所示。主要由双梁桥架(包括主梁和端梁)、起重小车、小车导电架、大车运行机构、和电气系统等组成。孟公几众名众荞·、/厂不不不 不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不不 不歹可可 nnnnnnn侧 11.....尹厂厂 ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg“ “ ““_翻 1.1111111… ……赎井霏导一二潜’‘一’’ ’ ’ ’羁 羁 羁羁寡架寻一，带’’I.，’.-， ...EEEEEEE nnnnnnnnn皿11吧 吧 吧 吧 吧 lllllllll目.…目 ...1111.11111，，，，，，， ，，二 111函.日匕亩 亩亩句 句巴 llllllll一侧 侧 侧

配模型上能否体现机构的拓扑关系变化、装配模型中有没有干涉、密度是否和零部件模型一致、零部件的质量几何特性是否一致等。针对图4一3所示的模型，干涉检查的过程如下:首先，在Pro旧系统菜单栏中的分析*选“模型分析”，此时系统弹出“模型分析”对话框;其次，在“模型分析”对话框中的“类型”一栏选择“全局干涉”，可用于分析装配体中各个零件间的干涉情况。在“定义”一栏中有四个组框:设置、面组、多面体面和显示。“设置”组框用于选取全局干涉的模型类型:选择“仅零件”则分析所有零件之间的干涉情况，选择“仅子组件”则分析所有子组件之间的干涉情况;“面组”组框用于定义分析时的面:选择“排除”则在全局界面分析时不包括面组，选择“包括”则与之相反;“多面体面，，组框用于定义分析时的多面等:选择“排除”则在全局界面分析时不包括多面和体面

图4碑模型分析菜单r溉戴」图4一5干涉检杏结果此外，通过选择系统菜单栏中的分析*模型分析*选择“组件质量属性”*确定，可以查看模型的质量、密度、质心、转动惯量和惯性矩的正确与否。本文所研究的QD5t一13.sm双梁桥式起重机的质量属性计算结果如下图4一6所示，与实际模型符合。534e」心习毫米‘38035274.十帕奄米8以习臼沁e+O3公斤‘2/毫米‘31.2劝IO00e均心公斤2。2371849e+O1一2。3305055e+O2一 1.1887995e+Oi毫米标系边框之惯性.讼斤*毫米‘2)1.2213汤3e+17员据夕工劝Jl助xI那坐标边框确定重心一7.的644加e+13一8.4421即7e+12一?.0064430e+13 1.2861676e+176.575724Oe+12一8.4421的7e+12 6.575724Oe+128.4680649e+15心的惯性(相对夕I以汀刀幻义日心坐标系边框)(公斤*毫米‘2)1。2213363e+173e+13一8.442均的e+12一7.0064493e+13一8.4421939e+121。 2861676e+176.5757578e+12 6.5757578e+128.4680643e+15(公斤*毫米‘2)8.46以冶33e+151。 2213287e+171.邓61752。+17图4一6桥式起重机在Pro甩中的质量属性计算结果4.3桥式起重机虚拟样机模型的建立ADAMS作为虚拟设计的专业软件，以其强大的运动学和动力学分析功能著称，但对于较为复杂的机械系统来说，其实体建模能力相对较差。本章前面已经用Pro/E软件建立了桥式起重机的三维实体模型，正确处理Pro/E与ADAMS的模型传递是确保仿真效果的

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 阎以诵,崔德印,成震威;微机辅助汽车起重机总体设计[J];工程机械;1986年10期

2 王刚,杨莺,刘少军;虚拟样机技术在工程机械领域的应用[J];工程机械;2003年08期

3 张磊,刘东学,杜刚;机械CAD发展方向[J];化工装备技术;2004年01期

4 李亚军 ,黄浩;虚拟样机技术及其应用[J];航空制造技术;2002年02期

5 李伯虎 ,朱文海,刘杰,柴旭东 ,熊光楞,毛媛,陈晓波,王行仁 ,王江云;复杂产品虚拟样机技术的研究与实践[J];测控技术;2001年11期

6 张越今,宋健;多体动力学仿真软件 ADAMS 理论及应用研讨[J];机械科学与技术;1997年05期

7 杜中华,薛德庆,赵迎红;Pro/E和ADAMS传递过程中若干问题的讨论[J];机械与电子;2003年02期

8 赵丽娟;李世旭;刘杰;;基于Pro/E与ADAMS协同仿真中的图形数据交换[J];机械与电子;2006年12期

9 刘晓冰,高天一;CAD技术的发展趋势及主流软件产品[J];中国制造业信息化;2003年01期

10 王美成;;计算机辅助设计在汽车起重机总体设计中的应用[J];建筑机械;1993年06期

本文编号：2755207