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MBS技术专题丨模型分享:起重机作业过程仿真分析
发表时间:2022-08-30 17:18:14

移动式起重机是一种带伸缩臂的缆索控制起重机,通常是安装在卡车上用来吊装物体。

 

移动式起重机可通过液压执行器和电机带动起重机旋转、伸缩臂展开/收缩、卷绕/松开缆绳吊装动作。其中,伸缩臂布置和起重机旋转确定了移动起重机的作业区域,增加配重和额外支架起到稳定的作用。

 

移动式起重机的动力学分析可以用MotionView建模,用MotionSolve进行分析求解。
 

学习目标

  • 仿真分析起重机吊装物体到到目标位置的作业过程;

  • 通过刚柔耦合建模分析和预测伸缩臂的动态应力;

  • 通过线缆工具(Multi-Disciplinary)实现对线缆的精确建模;

  • 建立3D接触以评估外伸支架等构件的负载,进一步分析车辆的稳定性。

 

多体动力学模型

 

建模过程

步骤1:导入CAD数据,添加铰链和衬套连接;

步骤2:将主臂用柔性体(CMS),伸缩节用非线性梁(NLFE)建立; 

步骤3:使用点到变形曲线创建悬臂组件之间的高级副;

  • 使用梁单元节点创建可变形曲线; 

  • 包括梁之间的先进节点(内梁节点1和2与外变形曲线/外梁节点E和内变形曲线); 

 

步骤4:使用Multi-Disciplinary工具模块创建线缆系统 (绞车、滑轮和线缆);

步骤5:定义包括伸缩臂伸缩和绞车旋转的运动;

步骤6:在车轮、外伸臂和地面体之间添加3D接触; 

步骤7:添加要移动的主体;

作业工况定义

移动起重机作业过程仿真

  • 移动起重机地面支撑座打开并锁住;

  • 悬臂液压执行器使伸缩部分倾斜; 

  • 伸缩臂第一伸缩节展开; 

  • 伸缩臂旋转60度;

  • 吊钩向下移动,吊装箱体;

  • 伸缩臂旋转回初始位置;

  • 伸缩臂每个伸缩部分展开;钩块向下移动,后松开放入相应的位置


分析结果

主臂和其他伸缩臂应力

 

结果读取

整体应力状态
 

液压机构举升力

支撑座与地面接触力

地面支撑载荷

地面支撑载荷

线缆力

 


总 结

 

本文对移动起重机的作业过程进行多体动力学仿真分析,关键部位使用柔性体建模,仿真分析了起重机工作过程中的液压机构举升力、支撑座与地面接触力、线缆力及各个部件的动态载荷,仿真过程输出了柔性部件工作过程的动态应力,可对整个作业过程的稳定性、载荷分配和部件的强度性能进行评估和分析。

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