小车-吊重-桥机主梁耦合系统键合图建模及动力学分析

发布时间：2022-01-16 19:46

　　为保证桥机安全可靠工作,桥机振动问题是大型起重设备中十分重要的研究课题,而传统所采用的是单一能域建模方法。鉴于此,针对小车-吊重-桥机主梁耦合系统,利用键合图分块建模的特点,分别建立小车运动系统和简支梁承重结构对应的键合图模型。根据两个子系统之间的功率守恒,组合完成耦合系统的键合图模型,借此建立耦合系统的状态方程。针对小车运行加速-匀速-减速的实际工况,根据状态方程计算系统的耦合频率,采用状态空间迭代解法求解主梁跨中动力响应。分析吊重与小车质量比、绳长和吊重摆动对系统耦合频率和主梁跨中动力响应的影响。结果表明:利用键合图法可以快速有效地构建复杂耦合系统的动力学模型;小车-吊重-桥机主梁耦合系统的动力学特性不仅与小车运行的速度、加速度有关,而且与吊重与小车质量比、绳长和吊重摆动有关。 

【文章来源】：上海海事大学学报. 2020,41(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

小车-吊重-简支梁耦合系统力学模型

对小车运动系统建模时,只考虑小车吊重的横向摆动,吊绳的质量及其长度变化可以忽略不计,不计空气阻力、风力以及小车与轨道之间的摩擦力。首先对吊重摆动建立键合图模型,确定各键的功率方向,接着将小车的水平速度作为流源,并将两个模块的键合图进行组合,得到小车运动系统键合图模型,见图2。图2中:v(t)是小车的瞬时速度;Sf与Se分别是系统的流源和势源;I是惯性元件;变换器MTF7和MTF8的模数分别为?7和?8,?7=lrcos θ,?8=-lrsin θ。对简支梁进行建模,按照键合图建模步骤[18],建立移动力作用下简支梁键合图模型,见图3。该模型输入端口的外力乘以速度等于各模态力与相应模态流乘积之和,满足功率守恒定律。该模型是键合图模型的基本模块,是复杂结构组成单元。

对简支梁进行建模,按照键合图建模步骤[18],建立移动力作用下简支梁键合图模型,见图3。该模型输入端口的外力乘以速度等于各模态力与相应模态流乘积之和,满足功率守恒定律。该模型是键合图模型的基本模块,是复杂结构组成单元。图3中:惯性元件I的参数m1,m2,…,mN表示简支梁的模态质量;C为容性元件,其参数k1,k2,…,kN表示简支梁的模态刚度;MTF的模数?是位置随时间变化的振型函数;F为随时间变化的集中力。

【参考文献】：
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本文编号：3593309