基于虚拟样机的门座起重机组合臂架系统动力学仿真研究

发布时间：2020-07-15 11:09

【摘要】：港口的发展对港口机械的要求也越来越高,因此港口装卸机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善,使港口机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。长期以来,港口装卸机械的设计方法多采用静态设计为主,并没有有效的动态仿真设计新方法。在港口机械研制过程中引入虚拟样机技术可以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及随时间变化过程的仿真模拟,得到仿真输出参数和结果,以此来估计和准确推断实际运行的各种数据,对港口机械进行动态分析和计算有一定参考价值。从而为将来起重机虚拟设计的研究打下基础,为起重机的创新设计和优化设计提供先进的技术支持,这对于加快起重机械研制周期、降低研制成本,都具有重要的意义。 本文基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件平台,建立了门座起重机组合臂架系统的三维数字化虚拟样机,并对其进行了较为系统的多体系统动力学仿真分析,实现了计算机对组合臂架系统在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程的仿真模拟,得到的相关仿真分析数据对于门座起重机组合臂架系统动态设计提供了有效的手段,论文的主要内容包括: 根据起重机动力学理论,建立了相关动力学模型,确定了在不同工况下的动力载荷;使用三维实体造型软件UG,建立了组合臂架系统的三维实体模型,并将组合臂架系统的三维实体模型顺利导入ADAMS软件,在对各个部件施加约束和力后,进行了多刚体系统动力学三维可视化仿真分析:对臂架结构进行模态分析,从而了解臂架的动态特性,提取了前几阶固有频率、主振型图,并对结果进行了分析:利用Ansys软件与ADAMS软件的双向接口,把臂架柔性化,建立组合臂架系统的刚柔耦合虚拟样机,在不同工况下,进行了刚柔耦合系统动力学仿真的初步研究。 总之,门座起重机组合臂架系统的虚拟样机研究,是先进的设计、分析、仿真技术应用于门座起重机设计中的初步尝试,为设计经济、可靠、稳定的高性能门座起重机提供了有力的工具和实现方法。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH213.4
【图文】：

由系统自由度检验给出的信息，平衡梁和小拉杆2个铰接处y、x的自由度被重复限制，如将平衡梁和小拉杆的转动副(Revolutejoint)用球副(PshericaloJint)代替，则模型没有冗余自由度。自由度检验结果如图5一4所示。

在Anyss软件中对臂架结构进行模态分析后生成了ADAMs软件专用的模态中性文件*(.撇f)，将其导入ADAMS中就可以生成柔性臂架，在修改柔性体的对话框中，可以查看柔性体的模态信息(见图6一1)。臂架结构的前八阶的固有频率和相应的主振型图的分析结果详见表6一1和图6一2~图6一9。图6一1柔性臂架的模态信息表6一1臂架结构模态分析结果阶阶次次频率(Hz)))振型型lllll1.35111变幅平面的摆动动222223.35888回转平面的摆动动333339.06000变幅平面的摆动动4444412.49555回转平面的摆动动5555520.23666回转平面的扭摆摆6666623.70333变幅平面的摆动动7777724.24555回转平面的扭摆摆8888831.93999自身的扭动动图6一2

在Anyss软件中对臂架结构进行模态分析后生成了ADAMs软件专用的模态中性文件*(.撇f)，将其导入ADAMS中就可以生成柔性臂架，在修改柔性体的对话框中，可以查看柔性体的模态信息(见图6一1)。臂架结构的前八阶的固有频率和相应的主振型图的分析结果详见表6一1和图6一2~图6一9。图6一1柔性臂架的模态信息表6一1臂架结构模态分析结果阶阶次次频率(Hz)))振型型lllll1.35111变幅平面的摆动动222223.35888回转平面的摆动动333339.06000变幅平面的摆动动4444412.49555回转平面的摆动动5555520.23666回转平面的扭摆摆6666623.70333变幅平面的摆动动7777724.24555回转平面的扭摆摆8888831.93999自身的扭动动图6一2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 尹建学;;机械设计中虚拟样机技术的有效运用[J];机电信息;2011年21期

2 朱海荣;宋丽莉;;基于虚拟样机的活塞式压缩机动态特性研究[J];河北工业科技;2011年04期

3 张晓涛;吕建刚;郭劭琰;宋彬;腾飞;;基于虚拟样机的仿生推进装置运动学仿真[J];工业仪表与自动化装置;2011年04期

4 郑锋;;基于虚拟样机技术的载重卡车平顺性分析[J];汽车实用技术;2011年04期

5 杨国平;刘晓俊;高军浩;陈博;;基于虚拟样机技术的液压冲击器改进设计[J];机械设计与制造;2011年08期

6 杨晓玉;王瑞林;李永建;李涛;;基于虚拟样机的某型手枪发射动力学仿真研究[J];军械工程学院学报;2011年03期

7 赵丽娟;刘威;许军;何景强;;基于多体动力学的刨煤机关键零件的可靠性研究[J];制造业自动化;2011年16期

8 曹艳科;郭培全;赵浩东;;间歇传动函数的构造方法与实践[J];机械设计;2011年08期

9 王磊;刘杰;太兴宇;刘树英;;虚拟样机技术在隔膜泵设计开发中的应用[J];矿山机械;2011年08期

10 尚凡葵;晁爱民;付攀;;舰船动力装置设计综合集成研讨厅系统及关键技术[J];中国新技术新产品;2011年17期

相关会议论文 前10条

1 胡晓光;丁克勤;隋允康;;基于虚拟样机技术的门式起重机动力学仿真分析[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年

2 杨晨;;基于仿真的汽车空调压缩机CAD虚拟环境开发[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

3 李伯虎;柴旭东;朱文海;熊光楞;王行仁;毛媛;王江云;刘杰;陈晓波;;复杂产品虚拟样机技术的研究与实践[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年

4 林茂;廖宇兰;梁栋;冯活伦;罗洪峰;袁成宇;;虚拟样机技术在绿色制造中的应用[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年

5 林茂;廖宇兰;梁栋;冯活伦;罗洪峰;袁成宇;;虚拟样机技术在绿色制造中的应用[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年

6 贾荣珍;尧权;王行仁;;飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

7 吴炳胜;方湄;李瑞涛;张民友;;基于相似理论的虚拟样机有效性的研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

8 王东爱;刘美华;杨传民;乔志霞;;虚拟样机技术及其在包装机械设计中的应用[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册）[C];2006年

9 王东爱;刘美华;杨传民;乔志霞;;虚拟样机技术及其在包装机械设计中的应用[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年

10 马东兴;岳林;;基于虚拟样机技术的四足机器人步态设计与仿真[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 于童　包e

本文编号：2756413