基于虚拟样机技术的钢丝绳动张力仿真研究.pdf

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1、2013年9月机床与液压Sep．2013第41卷第17期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_4lNo．17．DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．045基于虚拟样机技术的钢丝绳动张力仿真研究董达善，孙友刚，刘龙(上海海事大学物流工程学院，上海201306)摘要：为确保吊装系统作业安全，对钢丝绳的动张力进行研究具有重要意义，ADAMS软件为动张力的研究提供了很好的仿真平台。分析3种钢丝绳动张力建模方案的优缺点及其适用情况，并通过实例，对不同情况下钢丝绳动张力变化规律进行仿真分析。结果表明：当工况改变时

2、，应对提升过程中的动张力给予充分重视。关键词：ADAMS；动力学仿真；钢丝绳；动张力中图分类号：TP391．7文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)17—156—3StudyonDynamicTensionofWireRopeBasedonVirtualPrototypeTechnologyDONGDashan，SUNYougang，LIULong(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306，China)Abstract：ADAMSprov

3、idesexcellentsimulationsurroundingsfortheresearchondynamictensionofthewirerope．AccordingtotherelevantmodulesofADAMS，threemethodsofdynamictensionofsteelropewereanalyzedandseveralexampleswereillustratedtosimulatetheregulationofdynamictensionofthesteelropeindifferentconditions．Res

4、ultsshowtheregulationofdynamictensionofthesteelropeindifferentconditions．Keywords：ADAMS；Dynamicssimulation；Wirerope；Dynamictension目前，吊装系统是浮吊船、挖泥船、卸船机、挖此建模方法主要将钢丝绳用柔性细杆代替。通过掘机等大型工程领域中重要组成部分。吊装系统在加有限元软件如ANSYS、ABAQUS等生成MNF模态中速、减速等工况下，起升钢丝绳中的动张力变化很性文件，导入ADAMSFLEX模块中生成钢丝绳柔大，对整个系统产生很

5、大冲击，影响机械的性能和关体。键部件的使用寿命，并可能造成安全事故。因此，对在仿真模拟钢丝绳和卷筒或滑轮的缠绕、吊重吊装系统中钢丝绳动张力进行研究，具有很重要的意时的起升、摆动时，可采用如下两种方法：(1)钢义。丝绳和滑轮或卷筒之间可采用齿轮副连接；(2)在目前，进行钢丝绳动张力试验研究比较困难，而钢丝绳的上端与地面施加竖直向上的移动副，通过利用虚拟样机技术进行仿真，具有方便实现、节约成关联副将移动副与卷筒或滑轮自身的旋转副连接起本，缩短周期等优势。国内外对钢丝绳的虚拟仿真都来。做过一些研究，如文献[1]中用点质量间施加变化1．2考虑相互作用力的点质

6、量建模的力来模拟电缆绳，文献[2]中将钢丝绳模拟成刚此建模方法根据达朗贝尔原理，建立钢丝绳在起性杆模型，文献[3]用RackpinJoint和Plolyline解升过程中长度的变化(非弹性缩短或伸长)而引起决了钢丝绳缠绕滑轮的问题。但是，但这些方法各自的刚度变化的变质量模型。具体的方法步骤为：将有优缺点，在进行钢丝绳动张力研究时存在局限性甚钢丝绳离散为一定数量的点质量(POINT—MASS)，至无法进行。点质量上附着零质量的圆柱体，以便观察钢丝绳的运作者对目前应用比较广泛的3种钢丝绳建模方法动情况。点质量间通过SFORCE力来连接。通过点质进行比较分

7、析，针对仿真实例选用最适合的方法进行量间距的变化来模拟钢丝绳长度的变化，将惯性力动张力分析，从而为实际设计提供理论依据，也为其(SFORCE)设定为变化的函数来模拟钢丝绳长度变他各种绳索类建模提供参考。化引起的绳体质量变化。1建模方法比较分析点质量间的相互作用力包括弹性力和惯性力。采1．1基于柔性杆替代的方法建模用此法的钢丝绳模型如图1所示。收稿日期：2012—08—14基金项目：上海市海事大学研究生创新基金资助项目作者简介：董达善(1956一)，男，博士，教授，硕士研究生导师，研究方向为起重运输机械。E—mail：dsdong@shm-tu．edu

8、．on。第17期董达善等：基于虚拟样机技术的钢丝绳动张力仿真研究·157·的ADAMS／View命令。通过宏