大長細(xì)比臂架塔機剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究.pdf

1、目前大多數(shù)塔式起重機（簡稱塔機）動力學(xué)建模的研究方法是將整機等效為多剛體系統(tǒng)，以建立5自由度的剛體動力學(xué)模型作為系統(tǒng)動力學(xué)控制的基礎(chǔ)。這一等效處理忽略了塔機柔性構(gòu)件對系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的影響，尤其是導(dǎo)致臂架、塔身等大長細(xì)比柔性構(gòu)件的柔性變形在這一動力學(xué)方程中的效應(yīng)難以體現(xiàn)。隨著塔機運行速度的提升和對重物移動位置精確性要求的提高，在研究臂架柔性變形、重物擺動規(guī)律以及開發(fā)塔機操作培訓(xùn)模擬器等相關(guān)研究方面，都需要建立更精確的動力學(xué)模型。本文針對小

2、車變幅式塔機，在綜合考慮臂架的柔性變形和系統(tǒng)大范圍剛體運動的影響下，對大長細(xì)比臂架塔機的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型進行了研究。論文主要工作如下:
　　(1)將臂架等效為Euler-Bernoulli梁，臂架拉桿等效為線性彈簧，考慮臂架的自重和結(jié)構(gòu)阻尼，應(yīng)用拉格朗日方程建立了能夠完整描述塔機變幅、回轉(zhuǎn)和起升運動的、系統(tǒng)大范圍剛體運動規(guī)律已知的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，并應(yīng)用假設(shè)模態(tài)法對上述動力學(xué)方程進行了離散，得到了矩陣形式的動力學(xué)模型;

3、　　(2)針對塔機三種典型的運動形式，應(yīng)用Maple數(shù)學(xué)軟件對模型進行了數(shù)值求解，并分析了傳統(tǒng)的塔機重物擺動動力學(xué)模型和計及臂架豎直平面內(nèi)彎曲變形的重物擺動動力學(xué)模型的區(qū)別;
　　(3)建立了ADAMS動力學(xué)仿真模型，針對具體算例，對比研究了分別由數(shù)值求解和仿真得到的臂架端點豎直平面內(nèi)彎曲變形的響應(yīng)及重物的運動響應(yīng)，并對造成響應(yīng)差異的原因進行了分析;
　　(4)設(shè)計了同時考慮臂架豎直平面內(nèi)和水平面內(nèi)的彎曲變形的數(shù)值計算算例，