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基于虚拟样机的门式起重机建模与动力学仿真

汤军  
【摘要】:随着港口建设的不断发展,对港口机械设计方法的要求也越来越高,因此要不断地更新和完善港口装卸机械的设计计算方法。如果在港口机械的设计过程中引进虚拟样机技术,就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,得到仿真输出结果,以此来推断实际运行的各种数据,对港口机械进行动态分析和计算有一定参考价值,对港口机械重要的金属结构部分强度的动态变化提供一定的分析依据,从而对加快起重机械研制周期、降低研制成本具有重要意义。 门式起重机结构形式比较复杂,对其进行动力学仿真,一般要结合三维实体造型软件和动力学仿真软件来实现。本文对门式起重机几何模型的外形及结构进行了简化,使用三维实体造型软件Pro/E,建立了门式起重机的三维实体模型,然后利用Pro/E和ADAMS的专用接口MECH/Pro将门式起重机的模型直接导入动力学仿真软件ADAMS中,对各个相对独立的部件施加相应的约束和动载荷,然后对整机模型进行了起升、小车运行和大车运行三大机构联合启制动下的多体动力学仿真,并根据起重机小车和桥架几处重要结构的数据曲线进行了运动和动力学方面的分析。分析结果表明在起重机设计分析中引入虚拟样机技术的仿真分析是比较可行的一种设计方法。总之,门式起重机整机系统的虚拟样机研究,是先进的设计、分析、仿真技术应用于门式起重机设计中的初步尝试,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。


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