基于虚拟样机，海上起重机的多体系统动力学分析外文翻译资料

英语原文共 20 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

基于虚拟样机，海上起重机的多体系统动力学分析

原文作者：Bin He amp; Wen Tang amp; Jintao Cao

翻译者：王运董

摘要：动态关注部队和研究扭矩和他们对运动的影响。为制定合适的离岸起重机动力学模型是非常重要的分析行为和轻量级的设计,许多研究都集中在最近几十年由于许多有价值的贡献。然而,目前的研究总是专注于刚性的起重机,起重机总是应用刚柔耦合多体系统,会影响动态分析的准确性。摘要提出了一种模型的动力学分析海上起重机的基础上应用刚柔耦合虚拟样机。后的结构和800吨的海上起重机的性能参数介绍,应用刚柔耦合虚拟样机-基于动力学分析和数值模拟提出。基于动力学实验进行在海上起重机物理原型、和实验结果表明成功的解除与预定的负载繁荣的角度,说明的准确性基于应用刚柔耦合动力学分析是梵-灵性的原型。给出了一个海上起重机的设计作为一个例子说明方法显然有助于海上起重机的设计。

关键字：动力学分析。虚拟原型。多体系统。应用刚柔耦合。海上起重机

1.介绍：

增加的装卸要求货物的海上运输行业的需要达到改善速度,多功能性和准确性,等[1,2]。因此,最近的趋势已经动机研究和海上起重机的发展,这是一个类型的机器在海上平台,通常配备卷扬机、钢丝绳或链,捆,可以用于提升、降低货物并移动它们水平(3、4)。

相对于运动学[5],动力学是关心力和力矩及其对运动的影响[6]。目前,海上起重机的动力学设计方法基本上分为两种基本类型:静态设计和动态设计。

. 静态设计：

基于案例设计是解决新问题——的过程氨基酸根据过去类似的问题的解决方案。作为基于案例设计方法,当前的静态设计海上起重机的方法主要采用一半经验和理论设计方法的一半基于经典力学[7,8]。根据类似产品(情况下),这些方法做出相应的改进,并考虑安全因素足够大或使用有限元分析(FEA)[9]软件分析典型的部分工作条件。

. 动态设计：

虚拟样机使设计师,制造商,和用户实现优化设计,虚拟装配仿真,性能仿真等加快开发过程,降低产品成本。塞西尔和Kanchanapiboon计算机辅助相结合设计(CAD)系统与虚拟样机技术,它允许工程师和预评估一起工作下游产品立即发现问题。虚拟样机技术,Kulkarni等人设计和优化汽车加载程序来演示它的有效性和合理性。Opiyo等人的研究虚拟原型和简化技术值得注意的是,减少了数据的虚拟样机容易展览。香港和非政府组织提出活动的动态特性港口集装箱起重机的负载下大浪潮。恰拉扬等人讨论了龙门的疲劳寿命吊车梁,应用有限元分析优化其疲劳寿命。Boscaron;njak等人的动力响应进行了研究移动式升降平台和巨大的集装箱起重机在风的效果。Ebrahimi等人提出了新方法来估计开销的角度起重机仿真证明了。

尽管一些静态方法改善设计程度上,即使他们不能解决系统问题的部分整个系统可以实现优化,甚至可能会失败。静态设计方法总是反映了压力一个典型节点在一个特定时间的价值,也不能给每个节点的应力值在整个过程或移动某些节点应力随着时间的变化。因为这些方法并不总是考虑起重机作为一个整体,整个机器或各种各样的动态性能机制,重要的部分可能是不知名的,设计的缺陷可能不会被发现。这些方法属于静态设计,不能发现的设计缺陷一个非常准确的方法。特别是的长度起重机的繁荣是非常大的,这是一个典型的弹性与大变形组件,它会导致振动和大弹性变形时,起重机在吊装或旋转状态。即使起重机在静载荷下,繁荣的变形非常大。起重机需要频繁启动和打破在实际工作支持后产生,这将导致巨大的负担和影响惯性负载。一个静态设计方法采用一个大的安全因素的考虑基于刚性动态载荷体动力学。动态载荷的考虑系数是相对简单的,它不能反映实际每个组件工作状态的准确。一个伟大的交易实践证明,静态设计之间有很大的差距和实际的工作状态。因为起重机是接受不规则的风载的变化方向和价值,暴露在极热和极冷多年来,起重机是困难的如果它已经被修复故障,其可靠性和使用寿命高于一般机械的需求。是很困难的准确描述起重机的力量,对于负载改变所有的时间。传统的设计方法不能现代海上起重机的满足设计要求。

然而,目前的研究总是专注于刚性模型起重机,起重机总是一个应用刚柔耦合对象,它可以影响的准确性动态分析的结果和数值模拟。海上起重机是一种应用刚柔耦合多体系统,工作条件非常恶劣,交变载荷引起的空军,惯性力和弹性力将导致变形振动。所有上述因素会影响正常起重机的运行,甚至造成严重的损害。虚拟样机基础，刚柔耦合技术是的机械特性应用海上起重机。使用多体系统相互连接的刚性或模型的动态行为灵活的身体,每一个都可能经历大平移和旋转位移。这是伟大的意义的海上起重机来确保它的稳定性和可靠性。基于刚性-数值模拟灵活的耦合,可以使用虚拟样机以上的缺点,这是一种新的计算机辅助工程技术的快速发展计算机技术。最后,这些的可行性方法验证。与此同时,动态特性和压力海上起重机的结果是通过的典型的工作过程的仿真。然后, 设计师缺陷设计和优化的起重机的关键部件指出,这将提供有价值的参考。

本文致力于虚拟样机为主多体系统动力学分析。它提出了一个模型基于严格的海上起重机的动力学分析灵活的耦合虚拟样机。其余的论文的组织结构如下:第二节介绍了结构和800吨的海上起重机的性能参数。第3节展示了海上起重机的虚拟样机基础，刚柔耦合模型。第四节,应用刚柔耦合动力学仿真分析海上起重机。第五节总结本文。

2．800吨海上起重机的结构和性能参数:

2.1 800吨的海上起重机的主要结构:

800吨的海上起重机的主要结构在图1中。它主要由提升机制组件、回转机构组件和变幅机制的组件,包括支持缸,转盘,塔列,皮套,臂、主钩,辅助钩等。

起重机构组件,包括提升机、钢丝绳、滑轮组、钩,和其他部分,负责起重机的起重。绞车滚筒使钢丝绳,涉及货物的上升或下降完成滑轮组,制动轮制动由弹簧力起重机构时停止工作。起重机制分为主要的提升机制和辅助提升机制。大部分的完成的作品主要的提升机制而辅助起重机构起着支持角色使用的相对轻载和高的条件速度。

图1起重机在海上平台的主要结构

1。旋转接头;2。转盘组装;3。辅助起重机制;4。主要提升机制;5。俯仰关节;6。塔组装;7。臂系统。

回转机构组件组成回转支承装置和回转驱动装置,主要用于提高起重机的工作范围。的回转支撑装置主要包括转盘,支持缸。塔列固定在旋转平台,繁荣是铰接塔列。的转台是由回转传动装置,以实现起重机的旋转。

变幅机构组件,由提升机、钢丝绳和滑轮组,用于扩展工作范围和提高起重机的工作效率。的鼓的提升机或释放并举的钢丝绳在工作流程。为了实现起重机的变幅过程,滑轮组实现俯仰运动,图2所示。

图2海上起重机模型的机械草图

2.2 800吨的海上起重机的主要设计要求和性能参数：

主要设计要求和800吨的海上起重机的性能参数如表1所示, 起重机设计和分析是必要条件。

主要组件的参数如下:高度的支持缸是13米,直径5米;转盘的高度是2.5米,直径是9米;塔列的高度和最大长度是32米17米,最大宽度为9米,繁荣的长度101.5米,最大宽度为9米

表1主要海上起重机的设计要求

起重机的技术参数：

3. 海上起重机基于虚拟样机的刚柔耦合模型：

3.1应用刚柔耦合动力学建模方法分析

在动态分析中,弹性变形影响不大运动物体在低速运动的性能。在这种情况下,对象可以被视为刚体。然而,在实际工程中,大规模的、轻量级的或高速对象的动态特性系统越来越复杂。的相当大的范围运动部件和耦合的弹性变形导致这一现象。这种类型的模型称为柔性多体系统。在系统中,如果部分组件可以被视为刚体,灵活的身体,他这样的人类力学模型被称为应用刚柔耦合多体系统。图3显示了建模的方法应用刚柔耦合动力学分析。的所有部分产品首先被建模为刚体。

图3的建模方法应用刚柔耦合动力学分析：

根据弹性变形的每个部分的价值在操作和是否需要考虑加载后应力值和分布,本文将组件和灵活的身体。在起重机,繁荣是伟大的举升高度和相当长的工作跨度。为了减轻自重,高强度材料使用。材料的屈服强度1000 MPa。由于这一点,将领导的截面很小繁荣刚度较低。在运动的过程中系统会出现大变形。与此同时,整个机器结构主要通过的负载起重机臂系统。足够的强度——是必要的保证它的稳定性,以及足够的刚度,以限制小变形。满载时的横截面大,强度,刚度是相当高的。起重机的繁荣系统,包括变幅拉板、起重机臂、桅杆,等等,相对纤细和低刚性,一个伟大的影响整机的动态特性。为了建立了对整个模型简单,几乎没有影响因此,机器的模型系统建立了一个灵活的身体。需要考虑应力值和支撑油缸的分布、转盘和塔柱和起重机臂加载后,这些组件建模为灵活的身体。

吊钩等组件、滑轮和绞车,具有低弹性变形和不容易打破,是建模为刚体。

3.2离岸起重机的刚体动力学建模方法

建立一个三维(3 d)模型在三维建模软件UG NX。这个模型然后导入动态分析软件ADAMS,因此刚体模型完成。然后,模型是进一步处理亚当斯。首先,指定每个组件的材料,修改每个组件的名称和颜色,然后添加约束每一对摩擦关节。来实现预定的运动,每个的驾驶模式然后共同指定。在UG NX联合模型,各种测量每个关节的旋转角,角速度,角加速度曲线从创建测量获得,通过这种方式,该模型可以分析和优化。

如图4所示,UG NX软件是用于创建3 d模型,并导入模型在ADAMS软件中,然后完成起重机的刚体模型。

图4 3 d CAD软件中创建起重机模型：

图5塔柱灵活的身体模型：

3.3海上起重机的柔性体建模方法

有三种方法来创建一个灵活的身体:

1. 柔性梁的连接方法:对象成许多段,然后使用柔性梁这些刚体连接在一起。

图6力模型的两个部分：

表2为起重机起重钢丝绳的基本参数：

这种方法只适用于简单的酒吧和交叉部分形状变化不大。该方法的本质刚体使用一个灵活的连接方法而不是真正的灵活的身体。

1. 第二种方法是使用ADAMS / Autoflex模块直接建模。亚当斯/ Autoflex模块在亚当斯可以直接创建一个灵活的身体。我们可以建立直接模态中性文件(延长)这个模块在ADAMS /视图的方法。然而,它是困难和耗时的一个复杂的模型,这一点方法只能用于简单的部分。
2. 第三种方法是创建一个灵活的身体通过一些专业有限元分析软件,然后导入它亚当斯。使用专业有限元分析软-制品,如ANSYS,分立元件成小网格,然后保存模态中性的计算模式文件。最后,在亚当斯和导入它创建一个灵活的直接的身体。一般来说,总是使用第三种方法为一些复杂的组件来创建一个灵活的身体。

本文使用有限元分析软件建立灵活的身体,然后构建灵活的组件通过进口。之间存在着双向接口ANSYS和ADAMS软件,这样我们就可以使用ANSYS的解决模块生成模态中性的文件,与此同时,ANSYS软件还可以导入负载文件由亚当斯。构建flex -的过程可能身体通过ANSYS软件如下:

1. 设置单元参数:固体元素是s

   剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

   ---

   资料编号：[152590]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 孟加拉国采用小型农业机械的相关因素：人口普查结果外文翻译资料
• 自动化大容量多层车库——客户服务流程的概念和建模外文翻译资料
• 采用拉挤FRP材料的螺栓连接设计的普通和螺纹轴承强度外文翻译资料
• 基于接触式检测的航空机械手的设计与控制外文翻译资料
• 可重构机床：铣削、磨削、抛光用数控机床外文翻译资料
• 仙人掌梨型采收机械臂的结构设计外文翻译资料
• 自动夹具规划外文翻译资料
• 基于案例的敏捷夹具设计外文翻译资料
• AGV纵向和横向控制的鲁棒非耦合模糊控制器外文翻译资料
• 无碳汽车研究综述外文翻译资料