门座起重机回转齿轮的冲击振动与控制研究

发布时间：2017-05-23 16:01

  本文关键词：门座起重机回转齿轮的冲击振动与控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济全球化和物流业的不断发展,港口在现代货物流通中的作用日益重要,其发展水平已成为衡量一个国家社会发展水平的主要标志之一。港口装卸机械设备朝着大型化、连续化、高速化和自动化方向发展,使得设备的组成与结构变得越来越复杂。门座起重机的高速化实际作业中就是通过提高各机构的运行速度来达到的,使起重机工作时各部件的动载荷增大。回转机构作为重要的工作机构,它的性能指标直接决定着门座起重机的使用和安全性能。门座起重机由于上部回转部分惯性大以及大小齿轮间存在间隙,在回转装置的实际工作过程中特别是在制动时,机构中发生的冲击振动现象十分明显,经常发生回转齿轮断齿、齿轮轴断裂等现象。目前回转机构零部件强度计算仅由安全系数来考虑这种动态效应,不能真实反映出振动状态。所以,对回转齿轮工作状态的振动分析具有重要意义。 本文以MQ3235门座起重机回转齿轮为研究对象,分析了其在回转制动时动载荷,并结合UG、ANSYS/LS_DYNA和ADAMS等软件,分析了在回转制动时回转齿轮在不同齿侧间隙下的动态响应,主要做了下面几个方面的工作： (1)建立了门座起重机回转机构运动三质量二自由度的动力学模型,分析了载荷摆动对回转制动时动载荷的影响,并建立了回转制动时二质量单自由度的数学模型。 (2)利用ANSYS/LS_DYNA软件建立了回转齿轮的显式动力学模型,分析了回转齿轮在制动过程中动态响应,并进行了强度评价。 (3)结合ADAMS和ANSYS软件分别建立了门座起重机多刚体和刚柔耦合虚拟样机模型,得到了回转制动过程时回转齿轮的动态接触力和回转小齿轮的齿根弯曲应力,与显式动力学计算结果较为吻合。 (4)利用结构振动控制的被动控制方法,通过在回转小齿轮和回转驱动装置之间引入阻尼元件,对回转齿轮的振动控制进行了分析。 总之,通过对门座起重机回转齿轮在回转制动下进行动态响应分析和振动控制分析,为门座起重机零部件的动态设计提供了可行的方法以及其振动控制提供了方向。
【关键词】：门座起重机 回转齿轮 显式动力学 虚拟样机 阻尼
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 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 国内外研究现状与发展动态11-14
• 1.3.1 起重机动力学研究技术11-12
• 1.3.2 齿轮冲击动力学12-13
• 1.3.3 结构振动控制13-14
• 1.4 课题研究的主要内容14-15
• 第2章 门座起重机回转制动时动载荷分析15-32
• 2.1 回转机构的动力学模型15-16
• 2.2 载荷摆动的影响16-22
• 2.2.1 载荷摆动模型的建立17-19
• 2.2.2 实例模型验证19-22
• 2.3 回转机构制动时动载荷分析22-24
• 2.4 MQ3235门座起重机回转制动参数计算24-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 回转制动载荷激励下回转齿轮强度分析32-59
• 3.1 LS-DYNA简介及分析方法32-38
• 3.1.1 LS-DYNA简介32-33
• 3.1.2 LS-DYNA显式算法的基本概念33-34
• 3.1.3 LS-DYNA的动态接触算法简介34-38
• 3.2 回转齿轮仿真模型建立38-43
• 3.2.1 回转齿轮制动过程分析38-39
• 3.2.2 回转齿轮实体模型的建立39
• 3.2.3 单元类型的选择39-40
• 3.2.4 材料模型的选择40
• 3.2.5 网格的划分40-41
• 3.2.6 约束和载荷41-43
• 3.3 回转齿轮仿真结果与评价43-58
• 3.3.1 回转齿轮仿真结果43-54
• 3.3.2 齿轮强度的评价原则54-57
• 3.3.3 回转齿轮的评价结论57-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 基于虚拟样机回转制动过程回转齿轮分析59-72
• 4.1 虚拟样机技术及动力学理论基础59-64
• 4.1.1 虚拟样机技术与ADAMS软件简介59-60
• 4.1.2 ADAMS多体系统动力学分析理论基础60-64
• 4.2 MQ3235门座起重机回转制动过程动力学分析64-68
• 4.2.1 UG文件导入ADAMS环境中的模型建立64-65
• 4.2.2 添加约束65-66
• 4.2.3 添加驱动66
• 4.2.4 仿真结果66-68
• 4.3 门座起重机回转制动过程刚柔耦合动力学分析68-71
• 4.3.1 利用ANSYS生成ADAMS柔性体68-70
• 4.3.2 柔性体仿真分析70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第5章 回转齿轮的振动控制与分析72-83
• 5.1 结构振动控制概述72-73
• 5.2 齿轮振动分析与控制方法73-74
• 5.3 回转齿轮振动控制实例74-82
• 5.3.1 阻尼元件75-77
• 5.3.2 回转齿轮振动控制分析77-81
• 5.3.3 回转齿轮振动控制方案81-82
• 5.4 本章小结82-83
• 第6章 总结与展望83-85
• 6.1 总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士期间发表的论文与参加的科研项目89

【参考文献】

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