重型液壓牽引絞車的建模仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、牽引絞車是工業(yè)生產(chǎn)中一種用途廣泛的機(jī)械設(shè)備，在建筑、礦山工程、船舶運(yùn)輸、海洋石油等諸多領(lǐng)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(fù)載條件下，如海上拖曳系統(tǒng)，這種工況不僅對(duì)絞車工作的可靠性、控制性能有較高要求，對(duì)鋼纜自身的強(qiáng)度及疲勞壽命也有極大考驗(yàn)。基于此，國(guó)外學(xué)者對(duì)重載且多變載荷下的牽引絞車從機(jī)械、傳動(dòng)、控制、鋼纜壽命等方面都進(jìn)行了較為細(xì)致且深入的研究，而國(guó)內(nèi)類似設(shè)備主要依賴進(jìn)口，因此對(duì)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(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的成果也比較有限。
　　本文在前人工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)力學(xué)仿真軟件，對(duì)重載多變載荷條件下的牽引絞車從機(jī)械、傳動(dòng)、控制方面給出了較為系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)過(guò)程。首先針對(duì)對(duì)負(fù)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(wèn)題對(duì)上述鋼纜模型進(jìn)行原理校對(duì)，驗(yàn)證建模方法的科學(xué)性，從而揭示了負(fù)載、鋼纜與絞車之間的非剛性力耦合過(guò)程;然后文章著眼于重載牽引絞車的機(jī)械液壓環(huán)節(jié)，根據(jù)上述

3、負(fù)載特性給出機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)，并建立對(duì)應(yīng)的機(jī)械-液壓系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)而結(jié)合鋼纜多體模型建立整機(jī)的機(jī)械-液壓-負(fù)載模型;最后結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證仿真模型的準(zhǔn)確性，由此印證了本文工作在重載牽引絞車系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能分析方面的價(jià)值。
　　第1章緒論介紹了牽引絞車的機(jī)械及液壓系統(tǒng)、鋼纜建模的相關(guān)背景，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外當(dāng)前在重載牽引絞車、液壓驅(qū)動(dòng)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(duì)重載牽引絞車中鋼纜因摩擦力影響而受力復(fù)雜的情況，提出使用軸套力為鋼纜進(jìn)行建模的方法，在RecurDyn中使用ProcessNet實(shí)現(xiàn)鋼纜參數(shù)化宏建模的方法，并給出具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
　　第3章通過(guò)將使用軸套力所建微元化鋼纜模型仿真結(jié)果與連續(xù)體理論的鋼纜模型進(jìn)行比較，驗(yàn)證了模型的科學(xué)性。通過(guò)懸鏈線模型驗(yàn)證鋼纜模型的姿態(tài);通過(guò)繞柱摩擦模型來(lái)驗(yàn)證鋼纜模型的沿纜摩擦力等等。仿真結(jié)果與理論解析值基本吻合，對(duì)誤差原因也做了相應(yīng)的分析。
　

5、　第4章在對(duì)牽引絞車典型工況和負(fù)載特性分析的基礎(chǔ)上，采用了閉式液壓回路，分別設(shè)計(jì)了重載牽引絞圭和存儲(chǔ)絞車的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，確立了重載牽引絞車進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制和存儲(chǔ)絞車進(jìn)行恒張力控制的工作模式。根據(jù)絞車設(shè)計(jì)要求，對(duì)主要液壓元件進(jìn)行選型，并校核選型結(jié)果。
　　第5章搭建了重載牽引絞車和存儲(chǔ)絞車的液壓仿真模型，結(jié)合上文建立的牽引絞車及銅纜機(jī)械模型，進(jìn)行聯(lián)合仿真，仿真數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致，從而驗(yàn)證了本文所建立模型的準(zhǔn)確性，由此模型可揭示設(shè)備的