岸边集装箱起重机起升与小车运行工况动力学仿真

摘要

集装箱装卸机械正在向大型化、高效化发展,对其动态特性的要求也越来越高.本文以岸边集装箱起重机为研究对象,运用虚拟样机技术对其作业过程中的典型工况进行了动力学仿真,探索动态设计理念在大型起重机械上应用的技术路线和实现方法.本文首先归纳总结了虚拟样机的概念和相关技术,对几种常用的虚拟样机软件做了简单介绍,并阐述了进行机械系统动力学仿真所需的基础理论,包括结构动力学和多体系统动力学方面的知识.本文着重研究了起重机械动力学虚拟样机的建模方法.根据刚体部件、柔性体部件和钢丝绳的特点,分别给出了不同的建模方法.在实际建立岸边集装箱起重机虚拟样机时,主要钢结构作为柔性体从ANSYS软件导入,大车等作为刚体直接从SOLIDWORKS软件中导入,钢丝绳则用轴套力连接节段的圆柱体模拟.离地起升和小车运行是岸边集装箱起重机作业中的典型工况.本文对这两个工况进行了动力学仿真,得到了整机钢结构的位移时间历程、动应力以及各连接件之间的作用力等,较真实地反映了岸边集装箱起重机在作业过程中的动态特性.

目录

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第1章绪论

1.1课题研究的背景、目的和意义

1.1.1集装箱机械大型化趋势

1.1.2计算机辅助设计技术的发展

1.1.3本课题研究的目的、意义

1.2国内外研究现状

1.2.1虚拟样机方法的应用

1.2.2起重机领域

1.3本课题研究的主要内容

第2章虚拟样机技术简介

2.1虚拟样机技术的产生

2.2虚拟样机的概念

2.3虚拟样机相关技术[8]

2.4虚拟样机软件的介绍

2.4.1 ADAMS软件介绍

2.4.2 SIMPACK软件介绍

2.4.3 RecurDyn软件介绍

2.4.4 DADS软件介绍

2.4.5 EASY5软件介绍

第3章机械系统动力学仿真

3.1结构动态设计与分析

3.1.1动态设计

3.1.2结构动力分析

3.1.3模态分析

3.1.4结构动态响应的求解方法

3.2多体系统动力学基础

3.2.1多体系统动力学

3.2.2多柔体系统动力学分析中的问题

第4章岸边集装箱起重机虚拟样机建模

4.1本文研究的岸边集装箱起重机主要技术参数

4.2本文采用的虚拟样机建模方法

4.3集装箱起重机ANSYS建模

4.3.1 ANSYS建模方法概述

4.3.2单元的选择及单元尺寸

4.3.3单位制及材料属性

4.3.4模型中的全局坐标系的定义

4.3.5有限元模型

4.4集装箱起重机柔性体部件建模

4.4.1柔性体简介

4.4.2柔性体部件生成方法

4.4.3 ANSYS软件与ADAMS软件的接口

4.4.4起重机柔性体部件生成

4.5集装箱起重机刚体部件建模

4.5.1刚体部件生成方法

4.5.2起重机刚体部件生成

4.6钢丝绳建模

4.6.1轴套力(Bushing)介绍

4.6.2钢丝绳模型参数设置

4.6.3钢丝绳模型

第5章起升与小车运行工况动力学仿真

5.1离地起升工况动力学仿真

5.1.1离地起升工况简介

5.1.2离地起升工况参数设置

5.1.3离地起升工况动态响应结果与分析

5.2小车运行工况动力学仿真

5.2.1小车运行工况简介

5.2.2小车运行工况参数设置

5.2.3小车运行工况动态响应结果与分析

第6章小结

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果