轨道不平顺数值模拟及其对堆垛机性能的影响.pdf

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1、轨道不平顺数值模拟及其对堆垛机性能的影响王庆朋张文斌陈猛1昆明理工大学机电工程学院昆明6505002昆明船舶设备集团公司技术中心昆明650051摘要：在巷道堆垛机设计过程中，考虑了轨道高低不平顺对其性能的影响。根据功率谱密度与轨道随机不平顺的关系，基于Blackman—Tukey对轨道不平顺进行数值模拟，将模拟值导入堆垛机的有限元模型中，在不同等级不平顺和不同速度作用下，得出立柱顶端振动位移图、底端应力图和载货台的振动位移图。借助轨道等级功率谱再现虚拟轨道不平顺对巷道堆垛机的设计具有指导意义。关键词：轨道不平顺；数值模拟；堆垛

2、机；有限元分析；动态响应中图分类号：TH246：TP202文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)12—0085—04Abstract：DuringthedesignoftheaisleSRM，theattentionispaidtotheeffectoftrackirregularityonitsperform—ance．Accordingtotherelationshipbetweenpowerspectrumdensityandrandomtrackirregularity，numericalsimulat

3、ionisperformedfortrackirregularitybasedonBlackman—Tukey，andthesimulationvalueisledintothefiniteelementmodeloftheSRM，withthetopvibrationdisplacementdiagramandbottomstressdiagramoftheupright，aswellasthevibrationdis—placementdiagramofelevatingtableworkedoutindifferentg

4、radesofirregularityandatdifferentspeeds．Thetrackgradingpowerspectrumrepresentsthevirtualtrackiregularity，whichprovidesguidancetothedesignoftheaisleSRM．Keywords：trackirregularity；numericalsimulation；SRM；finiteelementanalysis；dynamicresponse巷道堆垛机是自动化立体仓库的关键设备，大【。三角级数法

5、要在空间域上实现，需要将空其动态特性对自动化作业的可靠性与效率有显著间坐标转化为时间坐标，因此必须考虑处理步长的影响¨J。在堆垛机的设计中，经常把轨道视为的影响，整体过程繁琐，精度不高J。白噪声形完全平滑，而在实际运行过程中，因轨道表面在成滤波器较厨可难，且该方法是将轨道不平顺看作加工或焊接过程中会造成一定的不平顺，引起车平稳高斯随机过程，而实际上轨道不平顺并不都轮与轨道的相互作用，进而引起轨面磨耗以及轨是平稳随机过程j，这显然与实际情况不符。鉴道几何形状发生变化，这将直接影响堆垛机的振于此，本文采用基于频域功率谱密度等效法进

6、行动及行车安全_2。研究表明，轨道不平顺是一个轨道不平顺的模拟。随机过程，它是车辆与轨道系统产生随机振动的基于频域功率谱等效法的核心是逆傅立叶变主要根源J。随着对堆垛机动力学分析要求的提换，其基本原理是通过时间序列估计功率谱密度高，真实地再现实际轨道的空间不平顺状态，成的Blackman-Tukey周期图法，反推离散后的功率为计算和仿真结果能否反映实际运行情况的重要谱密度与时间序列的关系：1～‘保证。S()=iD(x)I=[(k)X()](1)VV1一+轨道不平顺数值模拟式中：Ⅳ为总的采样点数，Js()为离散化目前，国内外常用

7、的轨道不平顺数值模拟方的功率谱密度，D()为对时间序列戈取离散法主要有二次滤波法、三角级数法、白噪声滤波Fourier变换，X()为时间序列的Fourier频谱，法以及基于频域功率谱密度等效法等。二次滤波X()为()的共轭。法需设计滤波器，对不同功率谱密度函数的轨道由式(1)可以看出，功率谱密度值在离散的不平顺，均需设计合理的滤波器，该方法缺乏通采样点上与信号的频谱有确定的关系，如果能够用性，虽然模拟的时域函数是正确的，但计算得在功率谱密度函数上离散采样，构造出频谱X(k)，到的结果却高频成分密集，与实际情况相差很就可以对其进

8、行傅里叶逆变换，得到序列化的时《起重运输机械》2012(12)一8S一域模型(t)。步骤如下：1)将功率谱密度函数单边谱转化为双边谱在实际测试中，采用单边功率谱，而在数值模拟过程中需要双边功率谱，故需将单边谱转化s)=(8)为双边谱。取轨道不平顺的最短波长为A。最长波长为A，