大型船用起重机滚子夹套式回转支承的动态仿真研究

发布时间：2017-10-27 09:09

  本文关键词：大型船用起重机滚子夹套式回转支承的动态仿真研究

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【摘要】：随着国家对海洋资源的开发力度不断加大，海洋工程装备得到空前的发展，并且朝着模块化、大型化方向发展，作为海上施工作业的重要工具，船用起重机也不断随之大型化。在要求回转动作的起重机中，回转支承是十分关键的部件，其设计的好坏直接关系到整机的作业性能。在设计回转支承时，最大滚子受力和受力的分布情况是重要的依据和参数，因此计算出符合实际情况的滚子载荷十分重要。目前大型的船用起重机普遍采用滚子夹套式回转支承，本文以用于航道疏浚的18m3抓斗挖泥机为研究对象，，分析此类型回转支承受力。 起重机回转部分的载荷首先作用到转台上面，然后通过转台和固定在转台上的上滚道与滚子接触，按一定的规律分布到整圈滚子上。因此设计计算中转台、上滚道的假设处理就至关重要。 本文综合使用Solidworks、ANSYS和ADAMS软件，分别建立全刚体模型和将转台和上滚道作为柔体的刚柔混合模型，研究起升和回转工况下滚子夹套式回转支承各个滚子的受力情况，主要的工作可分为以下几个方面： （1）使用Solidworks建立回转支承和挖泥机主要构件的刚体模型，使用ANSYS软件创建转台和上滚道的柔性体模型，并生成中性文件，在ADAMS中分别导入上述模型，添加约束和驱动，生成刚体虚拟样机和刚柔混合虚拟样机。 （2）分别对上述的刚体和刚柔混合模型进行起升、回转两种工况下动力学仿真，在一周滚子中选取四个具有代表性滚子，提取其接触力曲线并进行分析。绘制出整圈滚子接触力的分布曲线图。 （3）将刚体仿真结果和刚柔混合仿真结果进行对比，同时与常用经典公式和有限元算法结果比较，指出各种方法的合理情况。最后得出刚柔混合仿真结果最符合实际情况的结论。 研究中提出将转台上滚道结构作为柔性构件来进行动力学仿真，此方法比较复杂，计算耗时较长，但是能更真实地反映回转支承受力状态，所做的研究比较有探索意义，为今后滚子夹套式回转支承的进一步研究提供参考。
【关键词】：抓斗挖泥机 滚子夹套式回转支承 动力学仿真 滚子轮压 ADAMS
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题研究的目的与意义10-11
• 1.3 与课题有关的国内外研究现状与发展动态11-15
• 1.4 课题主要研究内容15-16
• 第2章 滚子夹套式回转支承轮压的常用算法16-32
• 2.1 18m3抓斗挖泥机简介16-20
• 2.1.1 抓斗挖泥机总体综述16-17
• 2.1.2 抓斗挖泥机性能参数17-19
• 2.1.3 滚子夹套回转支承19-20
• 2.2 回转支承轮压经典公式计算法20-24
• 2.2.1 所有滚子轮压均为正情况下的计算21-22
• 2.2.2 仅部分滚子承载情况下的计算22
• 2.2.3 相关载荷计算和轮压计算22-24
• 2.3 回转支承轮压的有限元算法24-30
• 2.3.1 ANSYS 软件和 LINK10 单元简介24-25
• 2.3.2 回转支承模型的建立25-30
• 2.4 经典公式计算方法和有限元法结果对比30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 虚拟样机及动力学软件概述32-46
• 3.1 虚拟样机方法概述32-35
• 3.1.1 虚拟样机技术的发展32-33
• 3.1.2 虚拟样机实现的流程33-35
• 3.2 多体机械系统动力学的基本理论35-37
• 3.2.1 多体动力学的研究状况35-37
• 3.3 动力学软件 ADAMS 简介37-38
• 3.4 ADAMS 软件基本算法38-45
• 3.4.1 ADAMS 运动学方程38-39
• 3.4.2 ADAMS 动力学方程39-42
• 3.4.3 ADAMS 初始条件分析42-44
• 3.4.4 ADAMS 动力学方程的求解方法44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 回转支承和挖泥机相关构件刚柔混合建模46-54
• 4.1 挖泥机刚性体建模以及装配46-49
• 4.2 挖泥机柔性体建模技术49-52
• 4.3 本章小结52-54
• 第5章 回转支承接触施加和动力学仿真分析54-74
• 5.1 接触理论及参数的选取54-56
• 5.2 回转支承的刚体动力学仿真56-63
• 5.2.1 最大幅度起升工况分析56-59
• 5.2.2 回转工况分析59-63
• 5.3 回转支承的刚柔混合动力学仿真63-70
• 5.3.1 起升工况分析63-66
• 5.3.2 回转工况分析66-70
• 5.4 回转支承动力学仿真结果的分析和总结70-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第6章 总结与展望74-76
• 6.1 总结74-75
• 6.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士期间参加的科研项目81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐文献;马宝;王玲玲;王飞;吴春艳;;风电安装船起重机回转支承接触分析[J];船舶工程;2011年06期

2 彭力彬 ,赵勇 ,车建国 ,王宏宇;虚拟样机技术在防空武器研发中的应用[J];国防科技;2005年03期

3 王守英;;大型全回转起重机滚子夹套式回转支承装置的承载滚轮轮压分布研究[J];港口装卸;2010年03期

4 陈炯,王会义,宋健;虚拟环境下ABS控制方法的研究[J];公路交通科技;2002年06期

5 张云清;熊小阳;陈伟;覃刚;陈立平;;基于ADAMS与Matlab的ABS模糊控制仿真研究[J];公路交通科技;2007年11期

6 曾福明;杨建中;朱汪;陈天智;满剑锋;徐青华;;月球着陆器着陆缓冲性能研究[J];航天器工程;2010年05期

7 孙万军,毛范海,万祖基;应用虚拟产品开发技术进行产品开发[J];计算机辅助设计与制造;1999年12期

8 郑建荣,汪惠群;过山车虚拟样机的建模与动态仿真分析[J];机械设计与研究;2004年02期

9 魏孝斌,冷晟,王宁生;基于虚拟环境下的产品开发技术研究[J];机械设计与制造;2002年03期

10 卢凯良;邱惠清;宋甲强;王宇;毛飞;;7500t浮吊回转支承轮压仿真计算与实测验证[J];机械设计;2009年12期

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1 张锦光;磁悬浮转子系统建模技术及其虚拟样机研究[D];武汉理工大学;2010年

本文编号：1102821