基于虚拟样机的门式起重机动力学仿真研究

论文摘要

起重运输机械广泛地应用在国民经济建设的各个领域。现代科技的发展,国内外市场的竞争,对起重运输机械的要求也日益增高,因此起重运输机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善,而传统的静态分析、静态设计方法越来越满足不了设计的需求。在起重运输机械研制过程中引入虚拟样机技术可以实现计算机对起重机各机构在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程的仿真模拟,得到仿真输出参数和结果,以此来估计和准确推断实际运行的各种数据。论文的主要研究内容为:（1）根据起重机动力学理论,建立了门式起重机起升机构、大车运行机构与小车运行机构的动力学模型,确定了在不同工况下的动力载荷;（2）以50t-30m箱形双梁集装箱门式起重机为研究对象,以ADAMS、Ansys、Pro/E软件平台,建立了门式起重机整机系统的三维数字化虚拟样机,并对模型进行了起升机构、大车运行机构和小车运行机构联合启、制动情况下进行多刚体系统动力学与多柔体系统动力学仿真分析,并对分析曲线数据的结果进行了分析;（3）研究了三维实体造型软件Pro/E、有限元软件Ansys和机械系统动力学分析软件ADAMS之间的数据转换接口技术,建立了门式起重机三维实体模型并对其进行载荷的施加、约束处理、和运动关系的确定。总之,本文所研究的虚拟样机技术为设计经济、可靠、稳定的高性能门式起重机提供了有力的工具和实现方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外的相关研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 第2章 虚拟样机理论综述
• 2.1 引言
• 2.2 虚拟样机的概念
• 2.2.1 虚拟样机技术的定义
• 2.2.2 虚拟样机技术的形成与发展
• 2.2.3 虚拟样机技术的特点
• 2.2.4 虚拟样机技术的生产流程
• 2.2.5 虚拟样机技术的研究现状
• 2.2.6 虚拟样机技术的实现
• 2.2.7 虚拟样机技术的应用
• 2.2.8 虚拟样机技术的局限性
• 2.3 ADAMS软件
• 2.3.1 ADAMS软件介绍
• 2.3.2 ADAMS软件特点
• 2.3.3 ADAMS软件的主要模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 门式起重机动力学分析及载荷计算
• 3.1 起重机的动力学特征
• 3.2 起重机机构的等效系统
• 3.2.1 等效系统参数的计算原理
• 3.2.2 起重机机构的质量推算
• 3.3 起重机系统的动力学模型及动力载荷确定
• 3.3.1 起升机构动力学模型及动力载荷
• 3.3.2 小车运行机构动力学模型及动力载荷
• 3.3.3 大车运行机构动力学模型及动力载荷
• 3.4 本章小结
• 第4章 门式起重机虚拟样机的建立
• 4.1 门式起重机系统结构及工作性能参数
• 4.1.1 门式起重机机构形式
• 4.1.2 门式起重机的基本参数
• 4.2 门机动力学仿真模型建立的方法
• 4.2.1 仿真模型建立流程和研究策略
• 4.2.2 几何模型的创建
• 4.2.3 起重机结构模型在 ADAMS中的导入
• 4.2.4 添加约束
• 4.2.5 模型检验
• 4.2.6 添加动载荷
• 4.3 系统的仿真与分析
• 4.3.1 仿真分析概述
• 4.3.2 吊重运动过程的仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 门式起重机刚柔耦合仿真
• 5.1 柔胜体分析的作用
• 5.2 ADAMS柔性体的生成方法及其与Ansys的接口
• 5.3 门式起重机门架柔性体模型的建立
• 5.4 门式起重机门架柔性体的仿真结果与分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文