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长江上游重件码头桥机承轨梁虚拟设计及动力学仿真研究

戢平  
【摘要】:港口是运输网络中水陆运输的枢纽,是货物的集散地以及船舶与其它运输工具的衔接点,是一个国家和所在地区的重要经济资源。在全球化的今天,它既是经济交往的条件,也是重要的经济部门,其地位和作用日益突出。 目前我国在长江上游30m以上特大水位差条件下常用的码头结构型式有:栈桥式架空直立式全直桩框架码头、单一桥吊码头、直立桥吊与水平缆车码头、斜坡缆车码头。经过多年的实践和改进,斜坡式码头由于其能够很好地适应内河大水位差变化,结构简单,装卸效率高,通过能力大,装卸成本低;通用性强,适合对各种货物进行装卸;运转平稳,安全可靠,目前已呈现出广泛的应用前景。 本文以长江上游重件码头250t桥机承轨梁金属结构为研究对象,运用虚拟样机技术,建立桥机承轨梁的三维数字化虚拟样机模型,探索动态设计理论在大型港口机械上应用的技术路线。本文主要研究内容如下: (1)利用三维建模软件UG建立桥机承轨梁的金属结构模型,将其导入ADAMS软件中生成刚体模型,结合工程实际情况,施加相关约束和驱动载荷后,分析桥机起吊货物、小车运行、桥机运行、卸货四种工况下的动载荷,得到整机多刚体动力学动态仿真并输出相应的动载荷曲线; (2)在ANSYS中建立承轨梁的有限元模型,利用ANSYS与ADAMS的接口,在ANSYS软件生成承轨梁模型各个部分的模态中性文件; (3)将ANSYS软件中的承轨梁模型生成模态中性文件,导入ADAMS软件生成柔性体,建立刚柔耦合虚拟样机模型,对桥机在承轨梁岸侧起升、小车运行、大车运行以及水侧下降这四种工况进行了动力学仿真,并分析了四种工况下的动载荷以及它们对承轨梁结构的动力学响应,得到不同工况下的承轨梁的应力云图和最大应变值。 总之,本文对大型桥机承轨梁金属结构进行运动学和动力学仿真研究,为设计结构先进、综合性能优越的港口机械产品提供了强大的支持,同时也为其它大型港口机械设备的设计提供一定的理论依据和设计方法。


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