特大型水利工程施工機(jī)械虛擬樣機(jī)建模及優(yōu)化配置研究.pdf

1、隨著我國水利水電工程建設(shè)的快速發(fā)展,已建和在建的特大型水利工程的比重不斷增加。特大型水利工程具有施工工程量大、技術(shù)難度高、施工工期長、施工高峰期施工機(jī)械利用強(qiáng)度大、施工干擾大、影響因素眾多、施工質(zhì)量和施工安全要求高等施工特征。為了保證工程施工質(zhì)量,確保施工進(jìn)度,就必須采用特大型、高效、安全可靠的施工機(jī)械,以提高特大型水利工程施工的綜合機(jī)械化水平。然而,特大型施工機(jī)械一般都是新型機(jī)械,在國內(nèi)外工程中應(yīng)用的實(shí)例都較少,且在設(shè)計(jì)和制造上還可能

2、存在一定的缺陷,具有一定的脆弱性。因此,研究在特大型水利工程巨大的工程量和復(fù)雜工況條件下,如何確保施工機(jī)械的安全和高效運(yùn)行,對優(yōu)化施工進(jìn)度、提高施工機(jī)械利用率以及控制施工質(zhì)量和成本都具有十分重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文結(jié)合“十一五”國家科技支撐計(jì)劃專題(專題編號:2008BAB29B0502)的研究任務(wù),首先以TC2400型塔帶機(jī)為研究對象,運(yùn)用CATIA軟件建立了其三維可視化虛擬樣機(jī)仿真模型,并利用CATIA的D

3、MU技術(shù)對塔帶機(jī)虛擬樣機(jī)進(jìn)行了空間分析、干涉檢驗(yàn)和虛擬運(yùn)動仿真,獲取其仿真參數(shù),對塔帶機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況具有良好的指導(dǎo)意義。其次,以有限元理論為基礎(chǔ),運(yùn)用ANSYS有限元軟件對 TC2400型塔帶機(jī)起重臂進(jìn)行了不同工況下的靜剛度校核分析,并進(jìn)行了臂架的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,為施工過程中進(jìn)行機(jī)械安全控制提供了參考依據(jù)。最后,對特大型水利工程施工過程進(jìn)行了系統(tǒng)分析,建立了離散型施工機(jī)械和連續(xù)性施工機(jī)械的優(yōu)化配置數(shù)學(xué)模型;結(jié)合高混凝土壩施工系統(tǒng)

4、,運(yùn)用排隊(duì)論理論,將其抽象為一個(gè)復(fù)雜、多級隨機(jī)有限源服務(wù)系統(tǒng),以纜機(jī)、門機(jī)和自卸汽車等離散型施工機(jī)械為研究對象,建立了施工機(jī)械優(yōu)化配置的賦時(shí)Petri網(wǎng)仿真模型,運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行了仿真分析。
　　總之,本文利用有限元理論、虛擬仿真技術(shù)和Petri網(wǎng)建模仿真方法,以TC2400型塔帶機(jī)、纜機(jī)和門機(jī)等大型施工機(jī)械為研究對象,對特大型水利工程施工機(jī)械的安全、高效運(yùn)行問題進(jìn)行了研究。研究成果對特大型水利工程施工具有重要的指導(dǎo)意義,并