虚拟施工系统中虚拟塔吊动力学建模与仿真.pdf

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1、2014年2月机械科学与技术February2014第33卷第2期MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringVo】．33N0．2虚拟施工系统中虚拟塔吊动力学建模与仿真侯筱婷，李昌华(西安建筑科技大学理学院，西安710055；西安建筑科技大学信息与控制工程学院，西安710055)摘要：以塔式起重机为研究对象，基于先进虚拟仿真软件开发平台EONProfessional6．0的动力学组件实现了虚拟塔吊动力学仿真；提出EON中钢丝绳柔性体建模和仿真方法

2、；构建了一个虚拟施工场景，测试了虚拟塔吊整机动力学仿真效果；建立了塔吊动力学分析模型以及相关动力学方程，辅助实现了特殊工况下的钢丝绳摆动以及钢丝绳崩断效果仿真。结果表明：基于EONProfessional6．0的动力学组件以及建立辅助动力学方程的虚拟塔吊整机动力学仿真策略和方法是可行的。关键词：虚拟塔吊；动力学；虚拟施工；EONProfessional；钢丝绳仿真中图分类号：TP391．9；TH113文献标识码：A文章编号：1003．8728(2014)020189—05DynamicsModelingan

3、dSimulationofVirtualTowerCraneinVirtualConstructionSystemHouXiaoting，LiChanghua(CollegeofScience，XianUniversityofArchitectureandTechnology，Xian710055；CollegeofInformationandControlEngineering，XianUniversityofArchitectureandTechnology，Xian710055)Abstract：Dy

4、namicssimulationofhoistingmachineryisveryimportantformakingvirtualconstructionsystemtrueandassistingrealconstructionprojects．Aimingatthesimulationoftowercranedynamics，thedynamicsmoduleofEONProfessional6．0software，anadvanceddevelopmentplatformforvirtualsimu

5、lationwasadoptedandthevirtualsimulationoftowercranedynamicswasrealized．InthesimulationthewireropewasmodeledasaflexiblebodyandavirtualconstructionscenewasbuihtotesttheoveralldynamicssimulationofvirtuaItowercrane．Theanalysismodelandthecorrespondingdynamicseq

6、uationsoftowercranesystemwerestructured，andthenthesimulationofcableswingandcablebreakingunderspecialworkingconditionswereachieved．TheresultsshowthefeasibilityofthestrategiesandmethodsforoveralldynamicssimulationofvirtualtowercranebasedondynamicsmoduleofEON

7、Professional6．0softwarewiththeassistantofdynamicsequations，andthisapproachcanbeappiledtootherhoist．ingmachinery．Keywords：virtualtowercrane；dynamics；virtualconstruction；EONProfessional；wireropesimulation目前，针对虚拟吊装机械动力学仿真的研究工统计算模型；文献[3]应用Lagrange—Euler运动方作主要面

8、向虚拟样机设计与开发领域，并取得了良程，推导出了塔式起重机的线性化动力学模型；文献好成果。文献[1—2]深入研究了桥式起重机动力学[4]研究了塔式起重机小车变幅制动时的最恶劣工仿真。针对起吊工况，建立了桥式起重机动力学系况，即吊物离地瞬间小车变幅制动，推导出了此时钢丝绳摆动的运动微分方程。上述研究工作为实现虚拟塔吊在相关工况下的动力学方程求解、钢丝绳摆收稿日期：2012—06—26动以及钢丝绳崩断仿真，提供了理论