基于ADAMS/Cable的起重机钢丝绳的仿真分析

针对钢丝绳在起重机工作过程中的重要性,本文基于ADAMS/Cable模块建立了包含钢丝绳、滑轮和卷筒的多体系统动力学模型,运用ADAMS/Solver仿真控制语言文件进行外部求解,对钢丝绳进行了动力学仿真分析.仿真分析表明:本文的建模与仿真方法比传统方法更加简洁、准确,仿真速度更加迅速,为进一步分析起重机的振动稳定性、安全性以及疲劳特性奠定了基础,对工程实际应用具有重要参考价值.     

钢丝绳曳引传动力学特性的有限元分析

由于钢丝绳与曳引轮之间的接触存在复杂的几何结构,并且在实际曳引传动过程中曳引摩擦界面力学特性难以测量,因此对曳引界面的摩擦机制及力学特性尚未完全理解。建立钢丝绳与曳引轮之间曳引传动过程有限元模型(钢丝绳为6+1单股模型,曳引轮槽为V型)。利用ABAQUS/Explicit求解器模块进行有限元仿真及分析,结果表明,随着轮上扭矩增加,钢丝绳两端张力逐渐产生力差直到打滑,钢丝绳内部张力分布并非均匀,钢丝绳主要应力分布在中心丝上。     

基于ADAMS/Cable的抓斗卸船机摆动动力学与控制研究

针对传统钢丝绳建模方法复杂困难性及仿真效率低的特点,首先基于ADAMS/Cable模块创建了抓斗卸船机柔性钢丝绳系统,实现了钢丝绳的参数化建模和起升绳长变化,使得建立的摆动动力学虚拟样机模型更接近实际情况;然后对抓斗运行路径进行了分析,表明选择弧形路径可提高抓斗卸船机的工作效率;最后考虑钢丝绳弹性因素进行了虚拟样机摆动控制仿真,并与传统单摆模型进行了比较分析,结果表明,钢丝绳弹性对摆动控制的影响并不显著,相对于传统单摆模型,考虑了抓斗尺寸影响的虚拟样机模型更符合卸船机的实际运行情况。     

矿井提升机钢丝绳在线无损检测系统的设计及应用

为提高矿井生产的安全性,保证矿井提升机的安全平稳运行,提出了一整套主动性强、检测效率和正确率高的矿井提升机钢丝绳损伤检测方法。基于弱磁技术,研发了一套矿井提升机钢丝绳在线无损检测系统。该系统包括硬件模块和软件模块两部分,能够实现精密监测钢丝绳的结构健康状态,一旦检测到钢丝绳结存在缺陷,系统发出声光报警提醒工作人员。工业应用案例证明了该系统的可靠性。矿井提升机钢丝绳损伤检测方法可以为矿井提升机钢丝绳的安全状况准确评估提供有效的技术支撑。     

一种便捷式电梯钢丝绳张力计的设计

设计了一种以dsPIC30F4012为核心的便捷式钢丝绳张力计,包括整体结构、硬件结构和系统软件设计。该控制系统采用磁旋转编码器AS5045作为水平拉动钢丝绳时钢丝绳弯折夹角的角度传感器,同时采用悬臂梁测力传感器和HX711模数转换芯片作为钢丝绳张力检测模块。该钢丝绳张力计结构简单、操作便捷、精度高,且能自动判断钢丝绳张力值是否超标,能提高电梯生产单位和检验检测单位对钢丝绳张力的检验检测效率。     

基于钢丝绳-绳套传动的手康复机器人的设计与仿真

为了帮助患者进行手指康复训练,设计了一种新型手康复机器人。首先对人手食指关节进行建模,并对食指关节的耦合运动进行分析。提出了一种连杆+铰链的组合执行结构,连杆结构可以避免相邻手指间的运动干涉,铰链结构则简化了控制方式。使用钢丝绳传动作为机器人系统的传动方式,使得驱动模块和执行模块分离,减少了手部负载。然后在Por/E中设计康复机器人的三维模型,并将模型导入ADAMS中对该机器人进行运动学仿真。仿真结果表明,各关节角度均可达到食指日常活动所需,所设计的机器人结构满足康复训练的要求。最后分析了钢丝绳传动的力学特性,推算了在任意空间姿态下,钢丝绳中的张力计算公式。     

基于非线性约束的电动车窗动力学建模

包含电动升降机构的车窗动密封是车门密封系统的重要组成部分,其超弹性橡胶密封材料和非规则密封截面,以及空间运动路径导致非线性约束阻力,形成复杂车窗滑动摩擦作用。针对升降过程车窗—密封唇边动态接触,构建非线性约束阻力分段函数。面向钢丝绳疲劳对电动车窗失效的重要影响,基于Adams/Cable及Motor模块建立钢丝绳传动和等效电机驱动模型,从而构建面向三维的绳轮式电动车窗多体动力学模型,获取钢丝绳拉力和载荷谱等动力学参数,支持车窗升降疲劳预测。     

圆形堆取料机俯仰机构拉力保护软件建模和应用

针对圆形堆取料机取料机构的具体特点,阐述了俯仰机构设置钢丝绳拉力传感器和PLC程序中设置拉力保护软件模块的必要性,分析了钢丝绳拉力保护曲线与各取料机构之间的保护逻辑关系,提出在软件模块中采用最小二乘法拟合钢丝绳拉力保护曲线的方法和步骤.最后结合实际工程项目,阐述了在实际应用中需要注意的问题.     

索驱动堆内检测机械臂设计及控制分析

球床模块式高温气冷堆堆芯构件检测机械臂采用索驱动的方式来避免内部恶劣环境对驱动单元的影响,由于索驱动传动距离长,故检测机械臂稳定性及控制精度受温度、钢丝绳张力等影响。通过在检测机械臂内部设计基于张力轮的绳索自锁装置,提高了机械臂的稳定性,并消除了长距离传动下温度变化等因素对索驱动传动精度的影响。综合考虑传动距离、弹性变形及机械臂关节耦合等影响,对钢丝绳位移进行误差分析,提出长距离下索驱动位移补偿控制策略。基于ADAMS/Cable模块建立索驱动机械臂虚拟样机,验证了位移补偿控制策略的准确性。     

基于ADAMS的电梯曳引系统建模与研究

针对电梯曳引系统传统建模方法较为复杂这一问题,采用ADAMS/Cable进行曳引系统的建模,对其进行求解计算,获得电梯轿厢上方钢丝绳的振动响应,并对其振动特性进行分析。分析结果表明:应用ADAMS/Cable模块建立电梯曳引系统过程相对简洁,仿真计算速度快,模型可靠性较高。     

钢丝绳结构测量及三维建模

通过对起重机使用的瓦林吞结构钢丝绳拆股观察、测量和钢丝绳结构参数的校核,建立了钢丝绳各钢丝在空间的曲线方程,并将各钢丝的曲线方程转换成了Pro/E软件可识别的迪尔卡坐标系方程式,利用Pro/E软件的曲线功能生成了钢丝绳各钢丝中心曲线,通过可变截面扫描建立了钢丝绳的三维模型。     

高海况下收放装置动力学及控制策略

为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动,以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构,提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元,利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型,并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以自主开发的收放装置为研究对象,采用虚拟样机技术和控制技术相结合的方法,开展收放装置回收水下装置作业过程的运动学、动力学和控制策略研究。在RecurDyn环境中建立收放装置动力学仿真模型,在RecurDyn/Colink模块中设计单边消摆和张力控制算法,建立收放装置机械与控制联合仿真模型,并进行动力学及联合仿真研究,为提高水下装置回收稳定性和安全性、降低动态载荷、优化整体结构、指导收放装置及水下装置的方案设计等提供了理论依据和数据参考。     

钢丝绳拉伸损伤的微电阻表征法

对电流反向的微电阻四线测试技术进行了研究,并用6×19+FC钢丝绳做拉伸实验,研究钢丝绳载荷和微电阻值之间的关系。研究发现,钢丝绳在拉伸过程中经历弹性阶段和塑性阶段;在钢丝绳拉伸的全过程中,钢丝绳拉伸状态和微电阻的变化规律具有很好的相关性,其中在弹性阶段,钢丝绳的电阻增量相对塑性阶段的电阻增量变化较小,为11μΩ/500N左右;塑性阶段中,电阻增量变化非常明显,范围为12μΩ/500N-70μΩ/500N左右,此阶段钢丝绳损伤严重,甚至出现断丝现象。通过使用微电阻参量能很好地表征钢丝绳的拉伸损伤状态。     

简易升降机用钢丝绳缺陷在线监测系统

简易升降机作为特种起重设备，按照国标需对钢丝绳进行定期的年检和更换，现有的检测方法为取下钢丝绳进行人眼观察，无法及时发现缺陷且检测过程影响升降机的正常工作。针对这一问题，文中设计了一款新型的简易升降机用钢丝绳缺陷在线监测系统。该系统对钢丝绳的监测是实时进行的，可以在简易升降机工作时对其监测，数据的采集和处理采用本地模块处理，无需将模拟量信号进行长距离传输，避免了噪音信号的混入。钢丝绳探头采用了弱磁永磁体激励的设计，无需额外电源提供能量，具有体积小，磁能密度高等特点；采用了霍尔磁敏元件，信号的输出不受钢丝绳与探头相对运动速度的影响。信号采集的步骤关键包括采用AD623仪表程控放大器对微弱信号进行放大，信号的本地处理采用了基于ARM开发的信号处理模块对放大后的信号进行AD转换和逻辑判别，最后将开关量信号送至CPU1215进行汇总处理从而控制简易升降机的运行。试验证明，文中设计的监测系统具有稳定性及可靠性。     

基于MATLAB的O形钢丝绳隔振器绳环参数化设计

钢丝绳环是O形钢丝绳隔振器的关键隔振元件。针对钢丝绳环几何建模困难、耗时长的问题,文中在分析绳环几何结构的基础上,采用空间坐标轴变换方法,建立了点接触钢丝绳环中各钢丝中心线的空间曲线数学方程,推导出不同规格钢丝绳环几何关系的精确数学模型。基于MATLAB建立了6×19+IWS右交互捻钢丝绳环的参数化方程,并利用GUIDE模块实现了钢丝绳环参数化设计图形用户界面的可视化。最后,以某种已知结构参数的钢丝绳环为例,设计出6种空间位置的钢丝中心线曲线,通过提取数据导入Creo中扫掠阵列,成功建立了钢丝绳环的三维实体模型。该研究为O形钢丝绳环参数化设计提供了一种简单高效的设计方法,并以某个6×19+IWS右交互捻钢丝绳环参数化设计为例,验证了该方法的有效性,为O形钢丝绳隔振器隔振性能的深入研究奠定基础。     

多绳摩擦式提升机钢丝绳张力监测技术的研究

根据煤矿提升机实际运行情况,设计研究了多绳摩擦式提升机钢丝绳张力监测系统软件,分析了系统软件的总体结构,说明了软件的不同模块工作原理。将该监测软件系统应用到工程实践中,能够及时检测发现钢丝绳存在的安全隐患问题,取得了很好的应用效果。     

基于ADAMS/Cable的电梯动力学仿真研究

为了准确模拟高速电梯的动力学特性,利用ADAMS/Cable软件搭建高速电梯动力学模型,对高速电梯模型进行仿真,得到电梯运行速度与钢丝绳的振动关系,并利用ADAMS/Cable模块建立高速电梯曳引系统。与传统的柔索建模方法相比,该方法易于实现缠绕,可以完全反映柔索的实际物理状态,且建模过程简洁,柔索模型更接近实际情况,仿真速度更快。     

卸船机钢丝绳安全系数的合理选用

从日本、美国、欧洲引进卸船机的钢丝绳选用情况见表 1,宝钢一期起重量 5 1.4ｔ,180 0ｔ/ｈ卸船机与北仑港埠公司起重量 5 2ｔ,2 10 0ｔ/ｈ卸船机钢丝绳使用情况见表 2。表 1　引进的卸船机钢丝绳使用情况额定生产率/ｔ·ｈ-1用　户供货商 起重量Ｑ/ｔ钢　丝　绳钢丝绳安全系数     

铁磁性钢丝绳电磁检测仪试验台研制

国内尚未有满足标准GB/T21837-2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》中要求的铁磁性钢丝绳电磁检测仪试验台，阐述了研制试验台的意义和作用。针对GB/T21837-2008和GB/T26832-2011标准要求研制了专用于铁磁性钢丝绳检测仪的试验台，并制备了具有局部损伤LF和金属横截面积损失LMA的钢丝绳缺陷样绳用于钢丝绳探伤仪检验和校准，为钢丝绳探伤择优提供科学的测试平台和判断依据。     

基于Pro/E的圆弧弯曲钢丝绳建模理论及几何实现

为了精确建立多股圆弧弯曲钢丝绳空间实体模型,对双螺旋钢丝绳各钢丝空间几何位置关系进行了分析,运用空间坐标变换理论建立了圆弧弯曲钢丝绳数学模型,推导出圆弧弯曲钢丝绳各钢丝中心线的参数方程,结合Pro/E的参数化建模和曲面造型功能,完成了6×7IWS圆弧弯曲钢丝绳几何模型的建立。所获结论为弯曲状态螺旋钢丝绳数学模型的建立奠定了理论基础,为圆弧弯曲状态下钢丝绳的弹性特性理论分析提供了可能。