吊锤绞车数字化设计与仿真研究

摘要

如今船舶市场竞争逐渐激烈，甲板机械发展迅速，从结构设计到功能分析等过程日趋多元化和复杂化，但不同部件的设计和同一部件的分析之间数据传递不及时，存在信息孤岛的现象。针对这一问题，本文以“吊锤绞车”为研究对象，从结构设计、动力学仿真和有限元分析的角度分析不同工况下绞车的性能，构建“吊锤绞车数字化设计系统”，以达到缩短设计周期、降低设计成本和提高产品竞争力的目的。主要研究内容如下：
　　首先，针对吊锤绞车的工作环境、工作原理和主要部装的工作过程进行分析，将参数化建模的思想应用到结构设计中，构建了“零件模型设计子模块”，实现存储尺寸数据、参数传递、尺寸校核和模型自动更新的功能，为后面的仿真和分析提供设计基础。
　　其次，对吊锤绞车主要运动部件进行动力学仿真，构建了“动力学仿真子模块”，通过调用数据库中的零件尺寸参数，利用宏程序建立刚体模型和钢丝绳模型，施加内部作用力和外部载荷，实现了钢丝绳内部应力及其对卷筒的作用力的分析。
　　同时，对吊锤绞车主要受力部件进行有限元分析和模态分析，构建了“有限元分析子模块”，通过调用数据库中的零件尺寸参数和力学参数，利用用户界面设计语言和参数化程序设计语言建立卷筒部件和零件的有限元分析模型，实现了分析应力与变形的功能，确保工作状态下，应力不超过材料的屈服极限，绞车可以安全稳定的工作。
　　最后，利用数据库技术和集成思想，设计集成界面，并以双卷筒绞车为实例，对系统工作的实际工作流程进行了说明。
　　本文以数字化设计思想为理论，参数化设计为方法，从结构设计、动力学仿真和静力学分析三个方面论述吊锤绞车的设计研发过程，构建“吊锤绞车数字化设计系统”，将其应用于企业中，提升产品设计质量和企业竞争力。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及本文的主要研究内容

第2章 吊锤绞车的数字化设计

2.1吊锤绞车数字化设计系统的设计

2.2吊锤绞车的总体设计

2.3吊锤绞车的参数化设计

2.4零件模型设计子模块的构建

2.5本章小结

第3章 吊锤绞车的动力学仿真

3.1动力学分析的关键技术

3.2卷筒部装的动力学仿真模型的建立

3.3钢丝绳仿真模型的建立

3.4动力学仿真子模块的构建

3.5本章小结

第4章 吊锤绞车的关键零部件的有限元分析

4.1有限元分析的关键技术

4.2卷筒部装关键零部件有限元模型的建立

4.3有限元分析子模块的构建

4.4本章小结

第5章 吊锤绞车的实例分析

5.1总体界面的设计

5.2吊锤绞车的零件模型设计

5.3卷筒部装的动力学仿真

5.4卷筒部装关键零部件的有限元分析

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢