重型液壓牽引絞車的建模仿真及實驗驗證.pdf

1、牽引絞車是工業(yè)生產(chǎn)中一種用途廣泛的機械設備，在建筑、礦山工程、船舶運輸、海洋石油等諸多領域都發(fā)揮重要作用。有些牽引絞車需工作在重載且變載的惡劣負載條件下，如海上拖曳系統(tǒng)，這種工況不僅對絞車工作的可靠性、控制性能有較高要求，對鋼纜自身的強度及疲勞壽命也有極大考驗?；诖?，國外學者對重載且多變載荷下的牽引絞車從機械、傳動、控制、鋼纜壽命等方面都進行了較為細致且深入的研究，而國內(nèi)類似設備主要依賴進口，因此對重載牽引絞車的研究還不深入，諸如鋼纜

2、建模分析及其機械液壓系統(tǒng)設計方面的成果也比較有限。
　　本文在前人工作的基礎上，結合動力學仿真軟件，對重載多變載荷條件下的牽引絞車從機械、傳動、控制方面給出了較為系統(tǒng)的分析設計過程。首先針對對負載特性影響較大的鋼纜，利用有限元分析思想和軸套力建模方法建立了其仿真模型，并取經(jīng)典繩索問題對上述鋼纜模型進行原理校對，驗證建模方法的科學性，從而揭示了負載、鋼纜與絞車之間的非剛性力耦合過程;然后文章著眼于重載牽引絞車的機械液壓環(huán)節(jié)，根據(jù)上述

3、負載特性給出機械液壓驅(qū)動及控制系統(tǒng)原理設計，并建立對應的機械-液壓系統(tǒng)仿真模型，進而結合鋼纜多體模型建立整機的機械-液壓-負載模型;最后結合試驗數(shù)據(jù)驗證仿真模型的準確性，由此印證了本文工作在重載牽引絞車系統(tǒng)設計及性能分析方面的價值。
　　第1章緒論介紹了牽引絞車的機械及液壓系統(tǒng)、鋼纜建模的相關背景，總結了國內(nèi)外當前在重載牽引絞車、液壓驅(qū)動系統(tǒng)及鋼纜建模方面的研究成果，綜合現(xiàn)有研究的不足，介紹了本課題的研究意義。
　　第2章針

4、對重載牽引絞車中鋼纜因摩擦力影響而受力復雜的情況，提出使用軸套力為鋼纜進行建模的方法，在RecurDyn中使用ProcessNet實現(xiàn)鋼纜參數(shù)化宏建模的方法，并給出具體實現(xiàn)過程。
　　第3章通過將使用軸套力所建微元化鋼纜模型仿真結果與連續(xù)體理論的鋼纜模型進行比較，驗證了模型的科學性。通過懸鏈線模型驗證鋼纜模型的姿態(tài);通過繞柱摩擦模型來驗證鋼纜模型的沿纜摩擦力等等。仿真結果與理論解析值基本吻合，對誤差原因也做了相應的分析。
　

5、　第4章在對牽引絞車典型工況和負載特性分析的基礎上，采用了閉式液壓回路，分別設計了重載牽引絞圭和存儲絞車的液壓驅(qū)動系統(tǒng)，確立了重載牽引絞車進行轉(zhuǎn)速控制和存儲絞車進行恒張力控制的工作模式。根據(jù)絞車設計要求，對主要液壓元件進行選型，并校核選型結果。
　　第5章搭建了重載牽引絞車和存儲絞車的液壓仿真模型，結合上文建立的牽引絞車及銅纜機械模型，進行聯(lián)合仿真，仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)基本一致，從而驗證了本文所建立模型的準確性，由此模型可揭示設備的