本文關鍵詞：門座起重機四連桿臂架系統(tǒng)多體動力學解析法及優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：門座起重機是一種在港口和造船廠常用的起重機械。它作業(yè)靈活便捷、對不同貨物裝卸的適應性強、使用安全可靠,因此得到了廣泛的使用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和國際物流業(yè)務的繁榮,港口物流對門座起重機裝卸貨物的效率、使用的安全可靠等工作性能提出了更高的要求。因此,對門座起重機各方面的研究一直是國內(nèi)外的熱點。 四連桿臂架變幅系統(tǒng)是一種常見的門座起重機臂架型式,變幅機構是門座起重機的重要工作機構。臂架變幅系統(tǒng)主要結構尺寸的設計優(yōu)劣是影響門座起重機整體工作性能好壞的重要因素。本文以一臺門座起重機的實際結構尺寸為依據(jù),首先,建立門座起重機的四連桿式組合臂架變幅系統(tǒng)的數(shù)學模型,采用矩陣分析法對臂架系統(tǒng)進行了多剛性體的運動學分析和動力學分析；其次,利用瞬心回轉功率法求解起重機變幅過程中臂架系統(tǒng)的各種載荷引起的變幅阻力,并研究了變幅過程中臂架系統(tǒng)各構件的加速度慣性力對影響電動機發(fā)熱的齒條等效作用力的影響；然后,運用ANSYS軟件建立符合真實結構系統(tǒng)的有限元模型,將起重機臂架系統(tǒng)視為更加符合實際情況的彈性體,研究在貨物的整個搬運變幅過程中,彈性和剛性變幅系統(tǒng)吊點高度隨幅度的變化差異,即考慮多彈性體較多剛性體的變形量隨幅度的變化情況,擬合出起升高度方向變形量相對幅度的多項式方程,作為后續(xù)優(yōu)化設計目標函數(shù)的組分。以往對門座起重機臂架系統(tǒng)各構件尺寸參數(shù)的優(yōu)化設計僅將臂架系統(tǒng)視為剛體而忽略了真實工況下臂架系統(tǒng)在受載時的彈性變形對軌跡的影響。這里以實現(xiàn)在變幅過程中,吊點盡可能沿著接近水平線的軌跡移動為目標,對門座起重機臂架系統(tǒng)的各構件尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設計,在建立門座起重機四連桿臂架剛性系統(tǒng)和彈性系統(tǒng)兩種模型下,對比研究了吊點軌跡的曲線變化規(guī)律,引入彈性變形量作為優(yōu)化設計考慮因素之一,實現(xiàn)了指定的門座起重機臂架系統(tǒng)各構件尺寸的優(yōu)化設計。這些研究對提高起重機作業(yè)穩(wěn)定性和效率、改善系統(tǒng)作業(yè)動態(tài)性能和延長機械壽命都起到了積極作用。
【關鍵詞】：門座起重機 四連桿變幅系統(tǒng) 多體運動學和動力學分析 有限元彈性分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 研究的目的和意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外相關研究狀況8-10
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容10-13
• 第2章 變幅臂架系統(tǒng)的多體運動學矩陣法13-29
• 2.1 門座起重機四連桿組合臂架系統(tǒng)13-15
• 2.1.1 四連桿式組合臂架系統(tǒng)的結構形式和工作原理14-15
• 2.2 變幅臂架系統(tǒng)多體運動學矩陣分析15-20
• 2.2.1 門座起重機工況及性能參數(shù)15
• 2.2.2 數(shù)學模型的建立15-17
• 2.2.3 四連桿組合臂架系統(tǒng)運動學的矩陣法17-18
• 2.2.4 拉桿及活對重質(zhì)心運動計算18-19
• 2.2.5 臂架質(zhì)心運動計算19
• 2.2.6 象鼻梁頭部貨物吊點運動計算19
• 2.2.7 象鼻梁質(zhì)心動計算19-20
• 2.3 分析結果20-27
• 2.3.1 各構件質(zhì)心坐標隨幅度變化規(guī)矩20-22
• 2.3.2 各構件質(zhì)心速度隨幅度變化規(guī)律22-23
• 2.3.3 各構件質(zhì)心加速度隨幅度變化規(guī)律23-27
• 2.4 本章小結27-29
• 第3章 變幅系統(tǒng)阻力計算的瞬心回轉功率法29-43
• 3.1 瞬心回轉功率法原理29-30
• 3.2 變幅阻力的計算30-40
• 3.2.1 物品非水平位移引起的變幅阻力31-34
• 3.2.3 偏擺力在齒條上引起的變幅阻力34-35
• 3.2.4 臂架系統(tǒng)自重未能完全平衡引起的變幅阻力35-37
• 3.2.5 臂架上風載荷引起的變幅阻力37-38
• 3.2.6 臂架系統(tǒng)回轉離心力引起的變幅阻力38-39
• 3.2.7 變幅機構各構件變幅加速度引起的慣性阻力39-40
• 3.3 等效計算載荷的確定40-41
• 3.3.1 計算載荷的組合40
• 3.3.2 電動機發(fā)熱計算的齒條等作用力40-41
• 3.4 本章小結41-43
• 第4章 四連桿臂架系統(tǒng)參數(shù)化分析43-55
• 4.1 ANSYS的使用43-44
• 4.2 臂架系統(tǒng)分析的參數(shù)化建模44-49
• 4.3 載荷的施加49-51
• 4.4 彈性分析求解51-54
• 4.5 本章小結54-55
• 第5章 基于彈性變形的四連桿臂架系統(tǒng)優(yōu)化55-67
• 5.1 變幅機構優(yōu)化模型57-58
• 5.2 縮減維度的近似水平軌跡二次優(yōu)化數(shù)學模型58-63
• 5.2.1 設計變量62
• 5.2.2 目標函數(shù)的建立62
• 5.2.3 約束條件62-63
• 5.3 臂架系統(tǒng)遺傳算法優(yōu)化63-65
• 5.4 本章小結65-67
• 第6章 結論與展望67-69
• 6.1 結論67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 朱春霞;朱立達;劉永賢;蔡光起;;并聯(lián)機器人多柔體系統(tǒng)協(xié)同建模與動力學仿真[J];東北大學學報(自然科學版);2008年03期

2 李勇智;陳定方;;門座起重機的一種新型變幅系統(tǒng)及其設計方法[J];工程設計學報;2006年04期

3 張衛(wèi)利;王全先;;基于Pro/Intralink的門座起重機三維數(shù)字化并行設計系統(tǒng)[J];起重運輸機械;2009年01期

4 黃祥聲;曾欽達;;基于Pro/E與ADAMS的門座起重機動力學仿真[J];起重運輸機械;2012年02期

5 龔蘇生;徐長生;;門座起重機臂架系統(tǒng)在起升動載激勵下的動態(tài)特性研究[J];起重運輸機械;2012年07期

6 趙爽;;門座起重機變幅機構的遺傳優(yōu)化[J];上海電機學院學報;2007年01期

  本文關鍵詞：門座起重機四連桿臂架系統(tǒng)多體動力學解析法及優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：281824