基于虚拟样机技术的履带起重机腰绳计算分析

腰绳作为大吨位履带起重机起臂主要构件,其长度、安装位置对履带起重机臂架的挠度有着重要影响。根据臂架柔性系统力学变化特性,提出基于虚拟样机技术的履带起重机腰绳设计方法。建立腰绳和履带起重机臂架系统虚拟样机柔性动力学模型,通过有腰绳状态3种不同方案和无腰绳状态臂架系统分析,获得起臂工况下臂架系统挠度变化情况。实例计算结果表明:基于虚拟样机技术设计的腰绳可有效减小臂架起臂挠度,大幅改善臂架应力情况,有效降低大吨位履带起重机作业风险,具有较好的工程应用价值。     

大型履带起重机防后倾系统机液耦合动力学分析

以750 t履带起重机液压防后倾系统为例,基于多体动力学和虚拟仿真技术建立机液耦合模型,分析了在突然卸载时系统对主臂稳定性的影响及突然卸载系数的变化规律。应用ADAMS和AMESim软件分别建立刚柔耦合模型和液压系统模型,并进行联合仿真。在不同起重量、不同工作角度工况下,分析该液压防后倾系统对臂架抗倾覆稳定性的作用,同时获得臂架系统的动态响应曲线。根据臂架突然卸载时的受力情况,计算突然卸载系数,并对比GB/T 3811《起重机设计规范》以探讨突然卸载系数的变化规律,为履带起重机安全性能设计计算提供参考依据。     

采掘机械履带动力学分析

对连续采煤机履带建立动力学模型、考虑不同情况对履带行走系统进行了多体接触动力学分析.并以Bekker理论为基础,利用多体动力学软件得到不同工况下履带的受力状态.     

起重机带载行驶状态下吊重摆振冲击系数研究

基于第二类拉格朗日方法建立了伸缩臂履带起重机直线行驶时吊重摆振的非线性动力学模型,分析了不同加速度及吊重绳长对吊重摆角的影响,求解出不同加速度下钢丝绳的拉力,给出了由吊重摆振引起的水平惯性力冲击系数及垂直惯性力冲击系数。分析结果为起重机设计时由吊重摆振引起的载荷计算提供参考。     

滚动轴承非线性时变参数动力学模型与故障机理研究

基于滚动轴承故障动力学模型研究其振动特性及故障机理是实现轴承故障准确诊断的基础。为描述滚动轴承缺陷对其振动响应特性的影响,考虑滚动体与缺陷的相对几何关系,提出了时变接触变形与时变刚度耦合的滚动轴承故障非线性动力学模型。以NSK6205深沟球轴承为对象,通过建立6+N_b自由度非线性时变参数动力学模型,分析了滚动体通过外圈缺陷区域时接触变形、接触刚度以及振动响应的变化过程,得到了不同缺陷尺寸下滚动轴承故障冲击振动响应特征变化规律。理论分析和实验研究结果表明,随着缺陷尺寸的增加,滚动轴承故障振动响应产生由双冲击到多冲击的变化特征,不同缺陷尺寸下,滚动体进入和离开缺陷过程中产生的冲击响应明显不同。研究成果为基于振动信号实现滚动轴承故障尺寸判断提供了理论依据。     

移动荷载下轨道-隧道-地基振动响应分析

地铁列车运行引起的环境振动日益引起人们的关注。通过引入位移势函数和傅里叶变换，推导了移动荷载作用下轨道 隧道 地基纵向二维耦合模型的振动响应解答，并与一维地基梁模型的响应结果进行比较。研究表明，将隧道考虑为Timoshenko梁时得到的隧道挠度及地层位移要比Euler梁时的大，但系统的临界速度会有所降低。隧道埋深越大，隧道和地基变形越小；反之，下卧地层越厚，隧道和地基的振动位移越大。浮置板轨道可以有效减少传递至隧道上的振动荷载幅值，但对隧道和地层位移的影响不大。一维轨道 隧道 地基模型可以用来确定隧道内的振动荷载，但是两者的挠度计算结果只在列车速度及地基厚度不大时较为接近，否则差异较大。研究对于地铁振动响应的理论分析具有一定的参考价值。     

履带起重机强制作业功能下的降速安全控制技术研究

对履带起重机强制作业功能进行介绍,通过对产品国家标准解读,阐述了履带起重机强制作业功能状态下的安全控制要求。针对强制作业功能下对机构作业速度限制的专项要求,介绍了履带起重机作业速度控制的基本原理,研究了履带起重机中实现降速安全控制的基本方法,以及实现降速控制中的液压系统控制基本原理设计和电气控制逻辑方法,将强制降速安全控制技术应用于履带起重机,进一步提升了设备的安全功能。     

分数阶微分型黏弹性地基上变厚度矩形板的动力响应分析

研究了黏弹性地基上变厚度矩形薄板的动力响应。采用分数阶微分的Kelvin-voigt模型描述地基的黏弹性特征,基于弹性板的基本假设,对于小变形问题,建立了黏弹性地基上变厚度矩形薄板的动力控制微分方程。针对该分数阶变系数偏微分方程,采用Galerkin法和Haar小波配点法进行数值求解。分析了四边简支板的动力响应特性,得到了均布载荷作用下线性模型、抛物线模型板中心挠度曲线,讨论了变厚度矩形板的厚度比、长宽比、分数阶导数的阶数、地基弹簧系数、粘滞系数、水平剪切系数等参数变化对板动力特性的影响。     

履带起重机起臂过程动力学分析

基于有限元分析技术,建立臂架的有限元模型,在ANSYS软件中对履带起重机的起臂过程进行动力学分析.用LINK180单元模拟变幅拉板,利用其在温度载荷下的变形特性,通过设置相关的线性热膨胀系数和温度载荷,使单元长度匀速缩短,带动臂头,完成起臂控制.以位移约束的方法代替常规载荷约束的方法,解决了起臂过程模拟中,由于拉板力大小和方向随时间不断变化,无法定义载荷步的问题.ANSYS软件结构动力学分析模块中含有瞬态分析模块,可对履带起重机起臂的动态过程进行模拟和有限元分析,为实际的履带起重机起臂调试过程提供参考.     

某高速履带式装甲车悬挂系统动力学仿真

基于多刚体动力学理论建立了高速履带车辆悬挂系统与地面作用的动力学模型,基于贝克理论建立路面,研究了高速履带车辆在工况为爬行60°坡时悬挂系统的动力学响应问题,分析了车辆爬60°坡在2种不同路面上左、右履带的平均转矩,并且和计算求得理论转矩进行比较,分析得出仿真数据和理论数据误差率在5%内,模型特别考虑了履带对履带车辆动力学响应的影响.     

履带行动系统动力学建模方法及性能仿真

提出了履带行动系统的动力学建模方法,分析了履带板与机构内各部件之间的接触碰撞力模型;对于履带板与软质地面之间的作用力模型,开发了履带板地面作用力子程序,分析得到以三维矢量力表达的履带地面作用力,实现了在软质地面下的履带行动系统的性能仿真.该工作提高了履带行动系统样机设计及性能分析的准确性和效率.     

履带-轮-地面相互接触非线性有限元建模

为有效预测车辆履带系统动力学响应,应用非线性有限元描述了履带、地面及负重轮之间的接触,并建立了数学模型。在增量方程的基础上采用有限单元法解决了接触边界值问题,在半圆形和等腰梯形两种路面,干沙、粘土和沙壤土3种土壤及不同负重轮位置和履带刚度条件下进行了算例分析。结果表明:车辆在等腰梯形和半圆形路面行驶时,两个边角接地压力最大;路面越软,履带接地压力越小,且越均匀;负重轮间距和沉陷量越小,履带最大接地压力越大;履带张力和负重轮上反作用力随着履带刚度的增加而增大。建立的数学模型能够合理预测履带张力变化、几何大变形和履带接地压力。     

履带车辆软坡地面力学建模及行驶性能分析

丘陵山区特殊的作业环境严重影响履带车辆的机动性能.文中重点针对坡地倾角25.范围内的软坡路面环境,建立履带车辆地面力学模型,在此基础上,结合自主研制的小型山地履带底盘,通过基于动力学模型的数值分析与基于RecurDyn模型的仿真分析的结果对比,验证动力学模型的有效性、可信度,并依托该模型分析小型山地履带底盘软坡地路面行驶的动力学特性.结果表明:数值分析与仿真结果表现出较为一致的行驶特性,所建立的履带车辆软坡地路面行驶动力学模型准确度较高;坡地倾角与偏移角影响履带车辆的接地压力分布,进而影响其牵引力及运动状态;同种土壤环境下,履带车辆在不同坡角路面上行驶时具有较为接近的驱动力.该研究可为山地履带车辆软坡地路面行驶的动力学特性分析提供参考模型.     

基于LMS软件的滩涂运输车多体动力学仿真

采用LMS软件建立滩涂运输车的多体动力学模型,根据江苏某地滩涂路面的土壤特性参数进行动力学仿真分析,得出滩涂路面条件下的履带主板、辅板接地比压和不同支重轮受力变化情况,为滩涂运输车履带底盘的研制和样机试验提供重要参考。     

考虑接触效应的拉杆转子非线性动力学特性分析

本文建立了两盘拉杆式转子轴承系统动力学模型,模型受不平衡力和非线性油膜力激励,拉杆转子轮盘之间接触刚度由接触理论计算得到,采用4阶龙格库塔法进行求解,并使用分岔图和Poincare映射对比分析了不同的转速下,拉杆转子与单盘整体转子的非线性动特性的差异。通过研究得到以下结论:随着转速变化,相比于单盘整体式转子,考虑盘间接触效应的影响会使系统非线性动力学行为更加复杂,在中高转速范围内拉杆转子系统响应状态在周期运动与准周期运动或混沌运动状态之间出现多次反复,拉杆转子系统初次发生分岔的转速值变大,响应的幅值减小,在低转速范围内,盘间接触状态对系统状态影响较小,系统不受转速变化影响。     

履带起重机主臂侧向稳定性分析

臂架是履带起重机的主要承载部件,其桁架式臂架的稳定性是重点关注的性能指标。为研究侧向载荷对臂架稳定性的影响,采用Ansys有限元非线性分析方法,根据臂架在作业过程中的受力和约束情况,结合臂架模型在实际作业中的单项载荷位移曲线、不同侧向载荷下的载荷-位移曲线、失稳载荷,深入研究与分析几何非线性下的臂架稳定性,为臂架设计提供参考。     

桥式起重机起升系统非线性建模及仿真

桥式起重机系统较为复杂,具有时变、非线性的特点,现有设计手册利用动载系数放大设计无法准确量化动载大小。为进一步研究起重机动力学特性,文中根据多体动力学理论建立刚柔耦合模型,根据桥式起重机起升及下降过程,考虑钢丝绳松弛长度、钢丝绳刚度变化等因素,结合弹性地基力学模型,基于时变刚度与时变激励建立起升系统非线性动力学模型。利用Runge-Kutta积分法仿真得到起升及下降阶段钢丝绳拉力、过载系数、主梁振动、钢丝绳刚度变化数据。结果表明,钢丝绳松弛长度对拉力最大值有较大影响。     

塔式起重机地基沉降模型研究

地基发生沉降是塔式起重机(以下简称塔机)工作时的典型危险状态。如何模拟塔机地基沉降状况,根据地基沉降模型得到沉降关系和沉降极限对塔机安全检测有重要的意义。本文根据地基沉降特点建立了塔机地基沉降的状态模型,借助模型得到了地基沉降角度与塔身顶端位移和塔身应力的对应关系,并根据塔机极限关系得到地基沉降临界倾角。     

基于弧长法的臂架非线性稳定性分析

以750 t履带起重机为例,将材料非线性考虑进几何非线性模型得到双重非线性模型,应用Ansys基于弧长法进行非线性稳定性运算。从双重非线性模型与仅考虑几何非线性模型的载荷-位移曲线、不同屈服应力的材料非线性模型失稳载荷与失稳时位移与应力关系入手,深入研究与分析材料非线性对臂架稳定性的影响。     

履带起重机伸缩式行走机构伸缩间隙调整方法的改进

正履带起重机行走装置主要由行走机构和车架组成,行走机构与车架的连接,分为可变轨的伸缩式连接和不可变轨的铰接式连接。决定履带起重机行走机构与车架连接方式的主要因素有2点:一是整机作业时对履带轨距变化的需求,二是拆解运输时对主机尺寸及质量的要求。本文针对履带起重机伸缩式行走机构伸缩处间隙调整方法存在的问题进行改进,以解决行走机构行走时产生振动、履带板和支重轮产生偏磨问题。