塔式起重机刚柔耦合动力学模型研究

目前大多数塔式起重机的动力学建模研究的方法是将整机等效为多刚体系统,在综合考虑塔式起重机臂架的柔性变形和系统非线性运动的影响下,将臂架等效为Euler-Bernoulli梁并考虑自重和结构阻尼,基于拉格朗日方程建立了能够完整描述塔式起重机变幅、回转和起升运动的刚柔耦合动力学模型,并应用假设模态法得到了矩阵形式的离散方程。针对塔式起重机三种典型的运动形式,应用Maple数学软件对模型进行了数值求解,最后,为验证模型准确性,建立了ADAMS动力学仿真模型,将数值求解和仿真得到的重物的运动响应进行了对比。结果表明,建立的动力学模型可以较准确地反映塔式起重机的运动过程,而且还能近似地描述重物运动的响应,对跟踪重物的轨迹、研究重物的摆动规律也有重要的指导意义。研究结果对研究大长细比臂架类工作机构的动力学响应也具有重要的参考价值。     

平头塔式起重机整机振动模态及振动响应分析

平头塔式起重机运行机构的频繁起、制动容易引起整机结构振动,为了探索有效消除这一振动的控制理论和方法,采用Ansys软件建立平头塔式起重机有限元模型,提取整机结构前10阶振动模态的固有频率和振型,分析起升机构、变幅机构和回转机构运动产生的惯性力、离心力和科氏力与整机振动模态的激励关系,最后在有限元模型上模拟起升机构在抓取货物过程中起重臂的振动响应。仿真结果表明:机构运动的惯性力会激励平头塔式起重机在运动平面内的振动模态,回转运动产生的离心力会激励在起重臂铅垂面内的振动模态,科氏力会激励在回转运动切平面内的振动模态,整机结构的振动响应是在不同工况下多个模态的振动响应的叠加。     

某型塔式起重机转台的有限元分析

转台对塔式起重机性能的影响很大。在前处理软件Hypermesh中建立了某型塔式起重机转台的有限元模型;利用有限元分析软件ANSYS对转台整体进行了强度、变形分析,得到了转台在典型工况下的位移分布云图和应力分布云图。该方法可减小用传统方法对各部分分别进行分析及静态线性假设带来的误差。     

基于SimulationX与MatlabGUI的汽车起重机变幅机构运动可靠性联合仿真

变幅机构作为汽车起重机的重要组成部分,其运动可靠性对整机运动精度有很大影响。以QY100K型汽车起重机为研究对象,首先利用Pro/E软件和Simulation X软件建立机-液-控耦合的汽车起重机变幅机构模型,基于Monte Carlo试验法编制Matlab GUI;然后通过两软件之间的数据接口,实现实时数据交互;最后对其工作过程进行动态仿真,分析不同工况下机构结构的原始误差对运动可靠性的影响。仿真结果表明,所建模型能够直观反映变幅机构运动过程的位移变化,为起重机的运动可靠性设计提供参考。     

变幅运动和起重量对塔式起重机起重臂振动的影响规律

塔式起重机的机构运动容易引起起重机整机的振动,振动产生的交变载荷是起重机产生疲劳破坏的主要原因.因此,研究机构运动对塔式起重机起重臂振动的影响规律具有重要意义.针对小起升高度或附着式塔式起重机,分析了变幅运动和起升运动对整机结构振动的影响规律.将塔式起重机简化为在起重臂铅垂面内振动的悬臂梁,并且将变幅小车和货物等效为移动质量,将格构式起重臂等效为实腹式起重臂,基于Euler-Bernoulli梁理论建立移动质量-悬臂梁系统振动微分方程,通过仿真研究变幅运动和起重量对起重臂振动响应的影响规律.仿真结果表明:起重臂振动的幅值和频率随着变幅速度的增大而减小,振动的幅值和周期随着起重量的增大而增大.     

基于多传感器信息融合的塔式起重机防碰撞理论及仿真

防碰撞是塔式起重机安全预警技术的核心之一,而障碍物信息的收集存在着局限性以及精确度差的缺点.针对这些问题文中首先通过建立塔机工作时障碍物的运动模型,然后提出了一种基于卡尔曼滤波的多传感信息融合算法,对于这个模型进行算法仿真.仿真结果表明该方法效果好、误差小,具有可靠性、有效性.     

塔式起重机载荷摆动模型及性能

针对塔式起童机载荷运动及摆动的特点，建立了极坐标系和非惯性球坐标系，根据拉格朗日运动方程建立塔式起重机载荷摆动的非线性模型，计算出载荷摆动的平衡状态，并推导出线性化模型，对塔机在各种工况下载荷摆动的动态特性进行了仿真。     

铰接臂塔式起重机

双变幅臂起重机作为卸船机在港口很常见，但是这种结构在塔式起重机上却很少见，即使它具有如下优点：可实现载荷系统集成运动；快速回转，特别是当起重臂缩回时；与单臂变幅起重机相比较能快速增加或减少工作幅度；不工作时，标准变幅臂起重机臂必须以一定角度放置，臂越长，暴露在外的部分也越多，而铰接臂起重机允许以最小的幅度叠放，特别适于狭窄的工地使用；由于高度是有限的，铰接臂变幅起重机可工作在鞍座式塔式起重机的下方，避免了在塔式起重机上增加额外的塔节以确保净空尺寸。多数情况下，双臂变幅起重机由一个动配重支承主变幅机构，与单臂变幅起重机相比，具有较小的最小伸距。铰接臂起重机缺点：由于为双臂结构要求较重的起重机上层结构，从而增加了制造成本，限制了其自立能力；单变幅臂塔式起重机可通过变幅大大增加吊钩高度，而双臂塔式起重机吊钩高度取决于外臂长度，而且受臂架与机械台面联接点高度的限制。这些年，各起重机公司进行不懈地努力，开拓铰接臂起重机在塔式起重机行业的应用市场。     

塔式起重机载荷摆振模型

塔式起重机载荷摆振使载荷难以准确就位并给整个塔式起重机造成周期性的倾矩和扭矩。本文建立了塔式起重机载荷摆振的精确数学模型;在工程实用范围内导出了简化模型;依据模型对塔式起重机的动态特性做了定性和定量的分析。该模型可做为研究塔式起重机的动态特性、提高变幅速度和回转速度、寻找消除载荷摆振方法的工具。其中精确模型特别适用于计算机仿真。     

塔式起重机臂架装置的优化设计

阐述塔式起重机臂架装置的最优化设计的过程。采用现代设计方法中的优化设计方法,详细地和系统地讨论了臂架装置的优化设计模型的建立和最优解分析的过程。以塔式起重机臂架装置为研究对象,利用优化设计方法进行结构分析,并建立塔式起重机臂架装置的最优化数学模型。利用工程软件ANSYS对塔式起重机臂架装置的最优化数学模型进行分析并得到优化模型的最优解。研究表明:优化设计的分析为塔式起重机臂架装置的设计提供了便捷而有效的手段。     

塔式起重机起重力矩特性的计算和调整

针对目前双吊点臂塔机起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的现实,根据塔式起重机力矩限制器的作用机理,指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性,对双吊点吊臂塔式起重机是不准确的。本文通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩特性的计算方法,并通过程序实现之,从而解决了双吊点塔机的起重力矩曲线绘制的理论,并提出了实际应用中对理论曲线调整的方法,最后作为实例给出了用程序和常规算法计算42m双吊点臂QTZ315塔机的起重力矩特性表。     

自适应算术编码在塔式起重机运行数据压缩中的应用

以香农第一定理为基础,利用自适应算术编码的方法对采集的塔式起重机状态数据进行无损压缩,并利用V isualBasic语言编写程序在塔式起重机运行状态实时监控系统中实现。通过实例分析,算术编码算法可提高编码效率,还可增强系统的抗误码扩散能力。通过对起重机状态数据进行压缩,提高了塔式起重机运行状态监控系统中数据的传输速率,实现了该系统对数据实时性的要求,有效地扩展了既定信道带宽对塔式起重机数量的容量。     

基于QT技术的塔机障碍物数据录入系统开发

作为建筑工程的主要垂直运输工具,塔式起重机的安全、可靠、高效对建筑工程而言是至关重要的.如何预防塔机与障碍物之间的碰撞是塔机安全防范中的一项重要内容,针对上述问题,首先对塔机运行区域内的障碍物进行了分析建模,然后开发了一种基于QT技术的数据录入系统界面.研究结果表明,该数据录入系统可以使塔机识别障碍物,防止塔机与障碍物...     

塔机障碍物避让算法的研究

作为建筑工程的主要垂直运输工具,塔式起重机的安全、可靠、高效对建筑工程而言是至关重要的,如何预防塔机碰撞事故是塔机安全防范中的一项重要内容.为了防止塔机与障碍物之间发生碰撞,首先对现有的塔机工作区域内障碍物进行了建模分析;然后在障碍物周围设置减速调整区域来防止碰撞;最后根据效率和能量两个角度提出了一种塔机障碍物避让算法...     

基于ANSYS的塔式起重机臂架有限元参数化建模与分析

针对塔式起重机在有限元分析过程中建模工作量大的问题，将参数化思想引入有限元分析过程中，采用有限元参数化分析文本自动生成技术，以通用编程语言为基础编制程序，根据输入参数自动生成有限元建模分析所需的参数化文件，进行结构建模与分析，并以塔机臂架结构为例说明方法的可行性。     

塔式起重机结构设计和使用中的抗风问题

分析了塔式起重机与一般建筑结构的不同之处,详细分析了风对其作用,并以一些较典型的风致起重机事故,具体分析了设计和使用过程存在的抗风问题。最后,从设计与使用2个方面总结了起重机结构抗风对策和措施。     

塔式起重机起重力矩曲线的确定

针对双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的问题,根据力矩限制器的作用机理,指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性,说明起重力矩特性方程对双吊点吊臂塔式起重机而言是不准确的。通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重力矩特性的计算方法,从而较圆满地解决了起重力矩曲线绘制的理论和应用问题。     

塔机群控管理信息系统的研究

为适应塔机群工作状态管理的实际需求,获得可靠适用的在役塔机载荷谱,本文建立了塔机群管理信息系统,通过无线传输方法采集在役塔机工作状态数据,结合Visual Basic和SQL Server技术,将采集到的数据进行自动处理,真实记录塔机机群的运行情况,为监测塔机安全运行状态提供可靠的依据,为进一步对塔机进行有效寿命评估等应用奠定了坚实基础。     

起重机摆动控制系统的研究

为了实现起重机的自动化控制作业,同时有效提升起重机装卸作业效率,必须采用有效手段对起重机作业过程中的起吊物摆动进行控制.文中提出了基于起重机运行加速度控制的摆动控制方法,并构建了起重机摆动控制系统.首先建立了起重机搬运系统的三维模型,基于三维运动方程并结合实际的操作经验提出了一种有效的摆动控制方法.分析了摆动控制系统的特征参数,给出了摆动控制参数的具体计算方法,并进行了三维仿真与试验,仿真及试验结果验证了提出方法的有效性.     

基于数据拟合的塔机起重量监测系统

针对塔机起重量监测中存在的非线性问题，采用数据拟合理论建立软测量模型，通过监测起重量限制器所受拉力间接估算出起重量，为塔机起重量的监测提供了新方法。结合塔机QTZ63实测研究表明该测量方法具有误差小、精度高、容易实现等优点。