考虑吊臂弹性的锚泊起重船动力特性研究

为了分析锚泊起重船吊臂柔性对系统动力学特性的影响,采用有限元法对吊臂进行离散,选取包含船舶运动、吊重摆动以及吊臂弹性变形的广义坐标,通过拉格朗日方程建立锚泊起重船的刚柔耦合动力学模型。通过数值方法对系统的动力学特性进行研究,结果表明,波浪激励频率和臂架柔性是影响系统动态特性的重要因素,与刚体模型相比,刚柔耦合模型能够更好地描述锚泊起重船的动力学特性。得到的结论可用于起重船振动的预测与控制,并为后续控制系统的设计提供设计模型。     

全地面起重机组合臂架复合运动的动态特性研究

为了准确描述全地面起重机组合臂架结构复合运动的动态特性问题,利用APDL语言编制典型全地面起重机组合臂架系统瞬态动力学分析的参数化处理程序,采用MPC184单元对组合臂架各构件之间的连接进行模拟,对组合臂架进行自动建模、加载和求解。以典型的全地面起重机组合臂架为例,研究了组合臂架变幅与回转复合运动的动态特性,获得变幅副臂吊点位置的位移、速度以及回转中心处支反力的变化规律,并与刚体动力学分析结果比较。研究结果表明,全地面起重机组合臂架系统复合运动的动态特性分析结果符合起重机的真实运动规律; 基于APDL参数化建模实现了全地面起重机柔性组合臂架系统复合运动动态特性的高效仿真分析。     

考虑刚柔耦合效应的塔机水平臂回转制动分析

着重讨论塔式起重机吊臂回转制动过程中运动弹性动力分析问题,在回转运动分析中考虑了机构大位移造成的刚体运动与结构自身弹性变形之耦合,运用柔性多体系统动力学理论在回转平面内建立了吊臂的动力学模型,给出分析与求解方法,并对某实际塔机进行了运动弹性动力分析,得出与塔机实际动力特征相符的结果.     

基于弧长法的起重机伸缩臂架屈曲承载力分析

由于汽车或全路面起重机伸缩臂架的受力特点和构造特征将对伸缩臂架的承载能力产生不同的影响,为研究其影响机理和程度,采用非线性有限元法建立带有不同影响因素的伸缩臂架模型,基于弧长法对载荷-位移的非线性变形进行全过程跟踪仿真计算,分别得出材料的屈服强度、载荷偏心距、伸缩臂架节间搭接长度、变幅液压缸的支撑位置对臂架承载能力的影响度。结果表明:弧长法与有限元法的结合可作为分析伸缩臂架载荷-位移非线性变形屈曲问题的有效方法。而材料屈服强度、伸缩臂架节间搭接长度、载荷偏心距和变幅液压缸的支撑位置对伸缩臂架承载能力均有不同程度的影响。通过分析影响的变化规律,在设计时采取正确措施,可减小其影响,提高伸缩臂架的抗屈曲能力。     

基于ANSYS的汽车起重机吊臂的动态分析

基于ANSYS软件对汽车起重机整体吊臂进行了有限元模态分析,提取影响吊臂性能的模态振型和频率,从而了解各种工况不同频率载荷对整体吊臂的影响和吊臂整体动态刚度特点,为吊臂设计和改造提供理论依据。     

汽车起重机刚柔耦合振动特性研究

针对某型号汽车起重机,根据多体系统传递矩阵法,建立了包含柔性臂的多刚柔体系统动力学模型,研究了起重机系统的频率响应,分析了起重机在起升过程中的冲击载荷特点,计算了起重机系统的冲击响应。根据弹性形变与应力的关系,推导出了动应力计算公式,求出了柔性吊臂在起升冲击载荷作用下的动应力分布并与试验结果对比。研究了不同衰减系数的电机对吊臂最大动应力的影响。     

刚柔耦合运动对起重机吊臂振动固有频率的影响

分析了大型起重机吊臂在变幅过程中存在的刚柔耦合的运动特点对吊臂在标称运动附近振动固有频率的影响,考虑了吊钩和滑轮组质量对吊臂振动固有频率产生的附加效应。基于柔性多体系统动力学理论,采用拉格朗日方程建立了吊臂在标称运动附近的微振动方程,用复模态分析中的状态矢量法对机构振动方程进行了解耦。计算结果表明,在非线性惯性系下,吊臂在标称运动附近的微振动有3对共轭复频率。与采用传统结构动力学方法相比,考虑刚柔耦合运动的因素时,吊臂在三个方向振动的固有频率都有所降低,同时固有频率还受吊臂绕定点转动角速度、吊钩和滑轮组质量的影响,但影响程度较小。     

基于模态综合法的起重机臂架模态特性分析

为了研究起重机组合臂架的计算模态特性以及变幅时由于几何形态的变化导致模态特性的动态变化,依据空间有限元法,采用Euler-Bernoulli梁单元建立门座起重机组合臂架的有限元模型;采用一种多子结构系统的模态综合法对臂架进行模态分析,研究了变幅时臂架的几何关系,最终得到起重机臂架的模态特性以及变幅时模态特性的动态变化过程。文中所述分析方法对于门座起重机这种特殊的组合臂架结构的结构设计和安全评估有一定借鉴意义。     

箱型臂架伸缩过程中的时变动力特性研究

基于HHT（Hilber-Hughes-Taylor）隐式时间积分法,建立了考虑摩擦影响的起重机带载伸缩臂架非线性动力学分析模型,研究了臂架伸缩过程中的非线性时变动力特性。分析了臂架-滑块间摩擦特性、伸缩油缸的弹性刚度及阻尼特性、臂架自身刚度等对带载伸缩臂架振动的影响。针对起重机臂架带载伸缩过程中存在的抖振问题,提出了有效的解决措施。     

The relationship between eccentric structure and super-lift device of all-terrain crane based on the overall stability

When the large all-terrain crane operated under ultra-high hoisting height, the stability of boom system became the key factor of the lifting capacity. The installation of eccentric structure and super-lift device could help to improve the stability of boom system. In order to achieve the best effect of growth, it was important to study the relationship between eccentric structure and super-lift device. The eigenvalue buckling analysis and geometric nonlinear buckling analysis were carried out by ANSYS for the combined boom system of 500 t all-terrain crane with tower jib when lifting load, dead weight, offset load, wind load and lifting rope force were considered. And then the influence rule of the combined relationship between the strut length, opening angle, amplitude variation angle of the eccentric structure and the strut length, opening angle, amplitude variation angle of the super-lift device on the overall stability of combined boom system was analyzed to obtain the optimum parameter combination of eccentric structure and super-lift device, which provides reference for engineering practice.

     

时变磁场下径向电涡流阻尼器的动力特性

为了研究时变磁场和导体运动的组合效应对非旋转型径向电涡流阻尼器动力特性的影响,在一个径向电涡流阻尼器柔性转子系统上测量不同正弦激励磁场强度和频率条件下转子系统在恒速运行时的运动轨道以及在慢加速运动过程中的不平衡响应。结果说明正弦激励磁场的频率对径向电涡流阻尼器的动力特性有着显著的影响。随着正弦激励磁场频率的增大,径向电涡流阻尼器的减振能力迅速减小。对于给定的正弦激励磁场强度,存在着一个能够影响阻尼器特性的最大正弦激励磁场频率;而对于给定的正弦激励磁场频率,存在着一个能够影响阻尼器特性的最低正弦激励磁场强度。只要正弦激励磁场的频率小于最大正弦激励磁场频率或者正弦激励磁场的强度大于最低正弦激励磁场强度,径向电涡流阻尼器的特性同样可以用正弦激励磁场来控制,否则正弦激励磁场对径向电涡流阻尼器的特性几乎没有影响。按照转子动力学的观点,非时变磁场控制的径向电涡流阻尼器的动力特性优于时变磁场控制时的动力特性。     

某型号起重机仿真分析与试验研究

应用MSC.ADAMS 软件对履带起重机起臂、提升、回转、行走、变幅等工况时的动力学过程进行仿真;应用ANSYS软件建立臂架系统的有限元模型,将ADAMS 输出的载荷导入到有限元模型中,进行多载荷步的有限元动态模拟,求出臂架系统在各工况下的受力状态;应用电阻应变仪对臂架进行应力测试,并将测试结果与仿真结果进行对比。     

随车起重机主升臂的动力特性分析及应用

通过对随车起重机主升臂的动力特性分析,可以深入理解随车起重机主升臂的运动特征,为随车起重机的起重性能参数提供理论支持,并将分析结果进行实际应用。     

子结构综合法在软附着塔式起重机模态分析中的应用

将塔式起重机分为塔身和臂架系统2个子结构。塔身子结构采用格构式压弯结构模型,用传递矩阵法计算塔身振型函数和内力函数。对臂架系统子结构采用离散集中质量模型。根据塔身和臂架子结构的固有频率共性,利用这2个子结构结合部的动力协调条件,建立塔式起重机动力学模型并导出频率方程。这种子结构综合法可用于软附着塔机的模态分析和附着系统设计。     

基于FEM的单臂塔式起重机模态及谐响应分析

塔式起重机是建筑施工领域中的重要起重设备,其工作稳定性与施工安全密切相连。为了验证塔式起重机结构的稳定性,通过FEM(有限元法)对某型塔式起重机模型的3种典型工况进行静动态特性分析,主要分析其静强度、模态、谐响应等方面。经过分析,该机静强度满足设计要求,振幅位移最大处主要位于起重臂和平衡臂的端部。通过模态分析可知该机固有频率较低,各阶频率相差不大,且在某些频率下与塔机易发生共振。因此,应加强起重臂和平衡臂端部的强度和刚度,并在塔式起重机工作过程中应避免共振频率,以免发生共振导致安全事故。     

履带式起重机起重特性评价方法的研究

通过分析履带式起重机臂架重量、起重性能和支腿跨距等特性影响因素,提出了新的评价指标。对履带式起重机的评价方法进行了研究,为全面评价履带式起重机特性提供科学依据。     

基于刚柔耦合的起重机柔性臂动力学分析

传统方法在计算起重机工作过程中系统惯性力或载荷摆动臂架系统的冲击存在一定的局限性,利用Adams和Ansys软件建立55 t汽车起重机柔性臂架系统,并使用Adams软件对其在突然卸载、带载变幅和带载回转等工况进行仿真分析,得到臂架系统应力及振动情况,为臂架系统和液压控制系统的设计提供依据。     

水平井钻柱涡动特性数值分析与试验

根据转子动力学和流体力学理论,建立了水平井钻柱涡动的动力学方程,分析了钻柱自重、井壁摩阻、钻井液流速等因素对水平井钻柱涡动的影响规律,阐释了诱发水平钻柱涡动产生的机理及边界条件。基于自主研制的水平井钻柱动力学试验装置,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,分析了钻压、转速、流体速度等参数对钻柱涡动轨迹和涡动速度的影响规律。研究结果表明：在钻柱的远钻头段不会发生涡动,但是转速达到阈值后,近钻头段便会出现涡动现象,并且随着钻压和转速的增加,其涡动轨迹幅值也在增大;而近钻头段的涡动方向并不是始终如一的,存在正反两个方向的涡动,并且随着转速的增大,还会出现“半频涡动”现象;另外,钻井液的存在及其流动速度的增大都不会改变钻柱现有的运动状态,仅小幅增加其运动范围。研究成果对水平井钻井工艺参数的选定有一定的借鉴作用。     

回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模

对一种回转式船用起重机系统,采用拉格朗日分析方法建立动力学模型。在固定于船体的非惯性系中,应用拉格朗日方法,计算出吊车系统的相对动能,并将系统的惯性力加入各自由度的广义力中,分析得到旋臂运动与负载摆动的动力学方程。建立的动力学模型不但描述吊车控制量以及旋臂回转、俯仰力矩与吊绳张力对系统状态的影响,而且充分考虑船体本身受海浪作用产生的6自由度运动对吊车系统状态的影响。此外,这种模型结构相对简单,便于对系统进行动力学特性分析与控制器设计。通过仿真试验验证了系统的部分运动学特性。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计

从初始群体产生及交叉算子两个方面对带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,对伸缩臂进行应力及挠度变形分析,得出应力及应变云图,以确保伸缩臂强度、刚度满足要求。以伸缩臂截面几何参数为设计变量,伸缩臂稳定性及自重为优化目标,利用i SIGHT软件将改进的NSGA-Ⅱ算法与Ansys有限元分析集成,以QY20汽车起重机伸缩臂为例,对起重机箱形伸缩臂进行多目标优化设计,得出Pareto前沿解,并与优化前的截面参数进行对比,验证了该算法的可行性。