造船门式起重机虚拟样机快速定制及评价研究

摘要

造船门式起重机是工作在造船厂的船坞或船台上的专用起重设备，随着我国造船业的快速发展，各船场对造船用门式起重机需求不断扩大，并朝着大型化、轻型化、高速化、自动化和智能化的方面快速发展。鉴于目前起重机设计的滞后性，如何提高造船用门式起重机的设计水平和设计效率，对提升企业竞争力显得尤为重要。
　　本文在造船门式起重机模块化基础上，采用面向对象的思想，综合运用混合推理模式、参数化变型设计、虚拟样机技术，研发了一套造船门式起重机虚拟样机快速定制与评价系统。
　　论文主要研究工作如下：
　　1、建立造船门式起重机模块化体系：采用侧重于功能的划分方法，整机划分为6大一级基型模块和若干级二级基型模块，并建立基于模块矩阵的模块规划模型。
　　2、采用面向对象的思想，建立造船门式起重机的快速定制设计子系统：采用混合推理模式，将基于规则的推理和基于实例的推理交替运作，交叉应用它们的信息和结果形成初步设计方案；基于造船门式起重机设计知识，自动校核初步设计方案；采用整体控制局部的参数化变型设计方法，通过Solid Works二次开发API函数，实现各零部件间接口参数的自动获取，完成造船门式起重机各个零部件的快速建模及自动装配。
　　3、鉴于虚拟样机仿真的优越性，建立造船门式起重机样机评价子系统：研究起重机不同工况下动力学模型，为ADAMS仿真分析提供理论依据；基于快速定制设计生成的三维实体模型，建立能够反映造船门式起重机整机真实工作状况的虚拟样机；结合ADAMS编程，添加驱动函数与脚本仿真控制函数，仿真造船门式起重机各个工况；分析各个工况相应曲线图，评价造船门式起重机整机稳定性、静力学特性、动力学特性，验证设计正确性。
　　本文研发的系统从集成的角度出发，将样机评价和快速定制设计应用于造船门式起重机，形成闭环设计系统，对提高造船门式起重机的设计水平和设计效率具有一定意义：快速定制设计系统，避免了重复设计，提高了设计效率；样机评价系统，验证了设计的正确及合理性；评价结果和设计过程相互结合，及时引导设计人员修改设计，可较好地满足实际应用的需求。