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《武汉科技大学》 2010年
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抓斗起升系统动力学仿真

马宗雄  
【摘要】:现代物流工程中应用着大量的机械设备,其中,主要用于各类物料装卸转载作业的起重机械有着非常重要的作用。为了提放物料,各类起重机械必须配备抓斗、夹钳、吊索具等取物装置,因此这些装置正确合理地设计对提高起重机械的作业效率、减轻人力劳动强度和确保人身安全起着关键性的作用。 要准确分析起重机械的动态性能,实验是最有效和最直接的方法,它可以实际测量起重机械所承受的载荷和结构应力。但起重机械的实测只有在产品生产完成后才有可能实现,这样做风险大,成本高,周期长。 目前对动力学分析一般采用计算机方式,运用有限元分析软件、多体动力学分析软件等工具辅助实现,采用较好的动力学分析软件是ADAMS。然而ADAMS软件的数据存储方式和自带的求解器在分析复杂的样机模型时显得力不从心。 专业控制软件Simulink软件作为MATLAB的工具箱,能很好地对各种动态系统进行实时仿真,也可以利用MATLAB的微积分算法快速准确地求解微积分方程,减少计算所用时间和计算误差。 本文通过将虚拟样机软件ADAMS与动态仿真软件MATLAB/Simulink相结合起来对抓斗起升系统开展动力学仿真技术分析,目的是为实现机电一体化动力学仿真技术,完成对抓斗起升系统的运动学和动力学的动态分析,进而得出机械仿真运动结果。 通过了解抓斗起重机发展趋势和国内外起重机动态特性研究现状,本文分析了机电一体化联合仿真技术在起重机动态研究分析领域中应用的必要性和可行性,并应用联合仿真方法分析了抓斗起升系统动力学特性,主要工作如下: 1、建立了完整的包括钢丝绳模型的抓斗起升系统CAD模型及虚拟样机模型,将小车、抓斗与钢丝绳作为系统在不同工况下进行仿真,模拟出各工况下的动态特性。这是在过去的文献中未见阐述的。 2、研究了ADAMS和Simulink联合进行机电一体化仿真的方法,解决了ADAMS在求解复杂模型时出现仿真错误的问题。另外利用ADAMS宏命令实现了快速建立复杂系统的虚拟样机模型。 3、讨论了YZR-315M三相异步电机的数学模型、控制框图及仿真模型,并在Simulink中对其电气特性进行仿真。 4、利用联合仿真方法,对抓斗、起升机构、开闭机构、小车系统等进行了动力学分析,求得抓斗起升系统动态特性,为抓斗起重机的动力学设计提供了依据。
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH113;TH21

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