發(fā)布時(shí)間：2020-10-15 12:58

　　 近年來(lái),我國(guó)工業(yè)的迅猛發(fā)展,使得港口、碼頭、電廠、貨場(chǎng)等工業(yè)場(chǎng)所對(duì)起重機(jī)的需求量不斷增加,也進(jìn)而對(duì)起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量和性價(jià)比提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件等技術(shù)的不斷結(jié)合、融合,推動(dòng)著設(shè)計(jì)理念、理論、方法、技術(shù)乃至工具的進(jìn)步,設(shè)計(jì)理論研究和新技術(shù)應(yīng)用空前繁榮。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法常采用古典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典靜態(tài)設(shè)計(jì)方法,對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和假設(shè)太多,往往導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果準(zhǔn)確性不高,不僅使整機(jī)的結(jié)構(gòu)和零部件強(qiáng)度有很大富裕,而且導(dǎo)致重大的結(jié)構(gòu)件事故時(shí)有發(fā)生,比如疲勞、斷裂破壞等。起重機(jī)臂架系統(tǒng)是臂架類型起重機(jī)的重要承載部件之一,其力學(xué)特性對(duì)整機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有直接的影響。在港口機(jī)械研制過(guò)程中引入虛擬樣機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)臂架系統(tǒng)在各種工況下隨載荷變化的運(yùn)行狀態(tài)及隨時(shí)間變化過(guò)程的仿真模擬,得到臂架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,對(duì)港口機(jī)械進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和計(jì)算具有一定參考價(jià)值。 本文根據(jù)起重機(jī)動(dòng)力學(xué)振動(dòng)理論,利用ANSYS、UG、ADAMS軟件平臺(tái),求解臂架系統(tǒng)模態(tài)參數(shù),建立起重機(jī)臂架系統(tǒng)的三維數(shù)字化虛擬樣機(jī),對(duì)其進(jìn)行多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析,為起重機(jī)臂架系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供有效的技術(shù)支持。 論文的主要內(nèi)容包括：利用有限元分析軟件(?)ANSYS完成對(duì)臂架系統(tǒng)的模態(tài)分析,得到臂架系統(tǒng)的固有頻率、各階振型等參數(shù)；運(yùn)用ANSYS瞬態(tài)分析模塊求解臂架系統(tǒng)在起吊貨物過(guò)程中的瞬態(tài)響應(yīng)；利用UG軟件建立臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型,并導(dǎo)入ADAMS軟件,得到多剛體虛擬樣機(jī)分析模型并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析；利用ANSYS軟件的接口技術(shù),在ADAMS中建立臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的柔性體模型,根據(jù)實(shí)際情況添加相應(yīng)的約束和驅(qū)動(dòng),得到剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,完成臂架系統(tǒng)剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)動(dòng)態(tài)仿真,求解臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)應(yīng)力等。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)解決起重機(jī)臂架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究是本文的研究目標(biāo),為研究起重機(jī)臂架系統(tǒng)等大型結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析提供一種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH21
【部分圖文】：

· ··進(jìn)行最優(yōu)化研究 究圖2一3ADAMS仿真分析步驟圖2一3所示為ADAMS仿真分析步驟。其中，產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)模型指的是在計(jì)算機(jī)中建立反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性數(shù)據(jù)的靜態(tài)產(chǎn)品模型，它是進(jìn)行仿真分析的基礎(chǔ)。ADAMS具有建模、施加運(yùn)動(dòng)約束、作用力的功能。我們?cè)诜治鰪?fù)雜的機(jī)械

實(shí)際工程中經(jīng)常采用s汕spaee法、 Poweroynamies法、Redueed法、BlockLanczoS法等方法求解系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。本文運(yùn)用ANSYS建立臂架系統(tǒng)的有限元模型，如圖4一2所示，選用BlockLanczos法進(jìn)行模態(tài)分析。圖4一2臂架系統(tǒng)有限元模型4.2.3模態(tài)分析關(guān)鍵關(guān)鍵技術(shù)(l)單元選擇:模態(tài)分析是一個(gè)線性分析，所以建立模型時(shí)盡量選擇線性單元，任何非線性選項(xiàng)比如塑性和接觸單元即使作了定義也將被忽略，在材料屬性中必須指定材料的密度。(2)邊界條件:唯一有效的的載荷就是零位移約束，程序?qū)⒂昧阄灰萍s束代替自由度的設(shè)置。(3)求解方法的選取:如果系統(tǒng)有外力約束，則按預(yù)應(yīng)力問(wèn)題來(lái)處理。在求解器面中輸入的主要是固有頻率，系統(tǒng)的振型等數(shù)據(jù)沒(méi)有被寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)或者結(jié)果文件中，必須通過(guò)模態(tài)擴(kuò)展才能對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理。(4)結(jié)果后處理:將得到的模態(tài)結(jié)果擴(kuò)展

較高頻率對(duì)應(yīng)的振型對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響很小，另外由于結(jié)構(gòu)中存在阻尼，高頻所對(duì)應(yīng)的振型將迅速衰減。所以，沒(méi)有必要求解求解太高階的頻率，本文求解臂架系統(tǒng)前8階模態(tài)參數(shù)，并提取固有頻率和和對(duì)應(yīng)的振型圖，如圖4一3一4一10所示。表4一2臂架系統(tǒng)前8階模杰分析結(jié)果階階次次頻率(Hz)))周期 (S)))振型主要特點(diǎn) 點(diǎn) lllll2.479990.40333臂架在變幅平面內(nèi)擺動(dòng) 動(dòng) 222223.461110.28999臂架、平衡梁在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)擺動(dòng)動(dòng) 333333.497770.28666臂架、平衡梁在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)擺動(dòng)動(dòng) 444443.840000.26111臂架在變幅平面內(nèi)擺動(dòng) 動(dòng) 555559.015550.11111臂架在變幅平面內(nèi)擺動(dòng) 動(dòng) 666669.567770.10555平衡梁在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)擺動(dòng) 動(dòng) 7777713.733330.07333臂架、平衡梁在變幅平面內(nèi)扭擺擺 8888814
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本文編號(hào)：2842199