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對于壁行式升降吊車的動態(tài)特性仿真研究很少。應用計算機輔助工程技術(shù),對2t/8.7m壁行式升降吊車進行有限元建模和動態(tài)特性的仿真分析。 模態(tài)分析基本理論: 壁行式升降吊車的動態(tài)分析,一般需要用各種離散化方法來建立其離散化力學模型,即通過離散化的方法將一個無窮多自由度的連續(xù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋近似的多自由度系統(tǒng)。設結(jié)構(gòu)在有限元劃分后,離散為幾個自由度的系統(tǒng),其動力學平衡方程:[M]、[c]、[K] —質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣;、—節(jié)點位移向量和載荷向量。計算結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,是動力學分析的基本內(nèi)容。計算經(jīng)驗指出,很多工程結(jié)構(gòu)的阻尼對結(jié)構(gòu)頻率和振型影響很小,可忽略不計。所以,得出無阻尼振動的方程:[M]{}+EK]Ix}=0 (2)自由振動時假設各節(jié)點作簡諧振動,其位移表示為:—各節(jié)點的振型向量;確型對應的固有頻率。 于是,求式(3)的簡諧振動問題,轉(zhuǎn)化為求廣義特征值問題。其中廣義特征值∞:就是結(jié)構(gòu)的固有頻率,廣義特征向量[x]就是相應的振型,模態(tài)分析就轉(zhuǎn)化為求解特征值的問題。
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3 有限元模型的建立壁行式升降吊車主要由上、下翼緣板、水平支架和隔板等部件組成,其中懸臂梁部分采用具有良好受力分布的箱型結(jié)構(gòu),考慮到模型的復雜性,故在Solidworks中建立其三維幾何模型,然后將文件保存為Parasolid格式,利用Workbench提供的接口導入幾何模型。此外升降吊車中存在許多倒圓角、墊圈等細節(jié)結(jié)構(gòu),如果在建模時考慮這些細微之處,不僅會使單元尺寸極小,節(jié)點方程數(shù)量很多,從而增加求解時間,而且也會導致局部的網(wǎng)格質(zhì)量無法保證,進而使求解失真。故在不影響計算精度的前提下,對模型進行一定的簡化。具體地,對于水平支架與上翼緣板的連接處可將其簡化為連接區(qū)域內(nèi)鋼板厚度的加大,忽略所有螺母墊圈等結(jié)構(gòu)部件圈。在Workbench中對模型進行有限元分析,采用六面體自由網(wǎng)格劃分。升降吊車結(jié)構(gòu)的材料為Q235,彈性模量為:肚2.1xl&MPa,泊松比為u=0.3,密度p=7.85xlO-gt/mm3。CAE模型中升降吊車與水平軌道的接觸處進行固定約束,即6個自由度均進行約束。壁行式升降吊車三維有限元模型。
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