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面向吊装作业运动模拟的起重机臂架变形仿真研究

发布时间:2018-05-14 22:27

  本文选题:起重机臂架 + 动态显示 ; 参考:《湖南大学》2012年硕士论文


【摘要】:“十二五”规划中,国家将发展高端装备制造业作为重要的战略任务。起重机作为其中的重要组成部分,必然得到高速发展。在起重机结构中,臂架是影响整机起吊性能、工作稳定性和安全性的决定性因素。在作业过程中,臂架会发生挠曲变形,若不将其加以考虑将会影响起重机的正常作业。在中联重科与湖南大学合作开发的大型吊装工程三维仿真系统中,为了增加整套系统的真实性和沉浸感,需要对起重机臂架的挠度变形进行计算和显示。 起重机在吊装作业过程中,随着吊装物重量和臂架仰角的变化,起重机的臂架的挠度变形程度将不同,同时臂架的组合形式及主臂的伸缩方式也会随着选择的工况的不同而不同,这就要求在开发的仿真系统中建立的臂架模型能够实现参数化驱动和动态显示。本文提出了针对各种特定型号的全地面起重机的臂架系统在所有工况下的挠度变形进行计算并将计算得到的结果拟合出相应的挠度曲线方程,编写出相应的程序,,以实现臂架的参数化驱动和动态显示的方法。研究了基于体单元、面单元、线框单元三种方式在OSG中建立发生挠曲变形的起重机主臂模型,将三种方法作了比较,发现以线框的方式建立发生挠曲变形的起重机主臂模型的显示效果最佳。 本文采用了ANSYS-CFX软件对仰角为90°的全伸主臂在3、4、5级风的作用下所受的最大压强和风速进行了数值模拟,将数值模拟结果与传统解析法计算结果予以比较,发现运用解析法得到的起重机主臂所受风载的作用力偏大,并给出了结合主臂风载荷数值模拟的结果对该起重机臂架结构进行优化的建议。
[Abstract]:In the twelfth five-year plan, the state regards the development of high-end equipment manufacturing industry as an important strategic task. Crane, as an important part of it, must be developed at high speed. In the structure of crane, boom is the decisive factor affecting the lifting performance, working stability and safety of the whole crane. In the process of operation, the jib will be deformed, if it is not considered, it will affect the normal operation of the crane. In the 3D simulation system of large-scale hoisting engineering developed by Zhonglian heavy Engineering and Hunan University, in order to increase the authenticity and immersion of the whole system, it is necessary to calculate and display the deflection of crane jib. During the hoisting operation, the deflection degree of the crane jib will be different with the change of the lifting weight and the elevation angle of the jib. At the same time, the combination form of the arm and the expansion mode of the main arm will also vary with the selected working conditions, which requires that the boom model established in the developed simulation system can realize parameterized driving and dynamic display. In this paper, the deflection deformation of the boom system of various special types of all-ground cranes under all working conditions is calculated, and the corresponding deflection curve equation is fitted by the calculated results, and the corresponding program is compiled. In order to realize the parameterized drive and dynamic display of the boom. Based on volume element, plane element and wire frame element, a crane main arm model with flexural deformation in OSG is established, and the three methods are compared. It is found that the display effect of the main jib model of crane with flexural deformation is the best. In this paper, ANSYS-CFX software is used to simulate the maximum pressure and wind speed of a fully extended main arm with an elevation angle of 90 掳under the action of 3X / 4 / 5 wind. The numerical simulation results are compared with those of the traditional analytical method. It is found that the wind load on the main arm of the crane is too large by using the analytic method, and the suggestion of optimizing the structure of the crane jib is given in combination with the results of the numerical simulation of the wind load on the main arm.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH21

【参考文献】

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本文编号:1889753

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