基于虚拟样机技术的铸造起重机动力学仿真研究

发布时间：2023-12-24 19:55

　　铸造起重机吊运熔融金属,工作在高温、高粉尘的环境中,工作级别高,是冶金行业安全生产的必需设备,一旦出现故障可能造成较大损失和严重后果。目前在铸造起重机的设计阶段对运行使用、维护维修及故障分析考虑不足,缺少对原始设计的验证和结构优化改进。利用虚拟样机技术可以有效的解决这一问题,实现后期监测、维护和维修数据反作用于结构的设计阶段,通过虚拟样机仿真快速验证设计的改进是否能够解决运维中发现的问题,支持大型复杂起重机械装备的结构优化;同时利用仿真结果对运维过程中起重机状态监测方案制定提供有效的指导与优化,最大限度的保障铸造起重机安全运行。本文以SolidWorks、ADAMS、ANSYS软件为平台,利用多领域建模工具和仿真技术,在协同仿真环境下搭建铸造起重机虚拟样机并进行多工况的刚体动力学仿真以及刚柔耦合动力学仿真。通过将仿真结果与理论计算以及现场测试结果进行对比,验证模型的正确性以及方案的可行性,为铸造起重机的结构故障原因分析、结构优化设计以及应力监测传感器布置策略提供理论依据。本文主要研究内容如下:(1)分析铸造起重机的机构、结构。根据设计图纸,在SolidWorks中采用自底向上与自顶向下...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 铸造起重机概述与虚拟样机方案设计
    2.1 铸造起重机概述
        2.1.1 铸造起重机的种类、组成、性能参数
        2.1.2 桥架的结构型式
    2.2 铸造起重机虚拟样机方案设计
    2.3 本章小结
第3章 铸造起重机三维实体建模
    3.1 基于SolidWorks的起重机三维实体建模
    3.2 钢丝绳等效建模
    3.3 铁水等效建模
    3.4 车轮模型优化
    3.5 三维模型的数据传输
        3.5.1 整机模型导入ADAMS
        3.5.2 桥架模型导入ANSYS
    3.6 本章小结
第4章 铸造起重机多刚体动力学仿真分析
    4.1 多刚体动力学仿真模型建立
        4.1.1 定义材料属性
        4.1.2 定义模型约束
        4.1.3 定义模型驱动
        4.1.4 定义模型载荷
    4.2 求解器设置与脚本编辑
        4.2.1 求解器设置
        4.2.2 仿真脚本编辑
    4.3 多刚体模型校验
    4.4 多刚体仿真结果分析
        4.4.1 机构工作过程分析
        4.4.2 载荷分析
        4.4.3 接触参数设置验证
    4.5 本章小结
第5章 铸造起重机刚柔耦合动力学仿真分析
    5.1 桥架柔性体的建立
    5.2 模态分析
    5.3 刚柔替换
    5.4 刚柔耦合模型校验
    5.5 刚柔耦合仿真结果分析
    5.6 危险工况的ANSYS有限元分析
        5.6.1 ADAMS载荷文件导入ANSYS
        5.6.2 起升工况有限元分析
        5.6.3 主小车满载运行至跨中工况有限元分析
    5.7 T型钢局部模型分析
    5.8 本章小结
第6章 基于光纤光栅的桥架应力监测
    6.1 光纤光栅测量应变原理
    6.2 监测设备与测点布置
        6.2.1 光纤光栅应变传感器
        6.2.2 光纤光栅解调仪
        6.2.3 焊接与熔纤设备
        6.2.4 监测点位布置
    6.3 监测数据处理
    6.4 本章小结
结论
参考文献
附录 1
附录 2
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3875207