Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Аналіз перехідних процесів в геометрично змінюваних конструкціях на основі методу скінченних елементів

Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
25
Мова: 
Українська
Оцінка: 

всієї конструкції як системи твердих тіл.

Рівняння рівноваги повинні виконуватися у кожному вузлі конструкції, тому укладання системи рівнянь СЕ - моделі полягає в додаванні діючих сил з боку всіх СЕ, які поєднуються в даному вузлі, що еквівалентно алгебраїчному додаванню матриць в рівняння (4). Для дослідження динаміки багатьох конструкцій цілком достатньо СЕ стреженевого типу. В роботі будуються матриці таких СЕ.
У третьому розділі наведена математична модель портального десятитонного крана КПП. Методики, відпрацьовані на даному об'єкті можуть бути перенесені на інші подібні конструкції зі змінною геометрією.
Розрахункова схема металоконструкції крана зображена на рис. 1. СЕ ідентифікуються номерами початкового і кінцевого вузлів, деформування розглядається у рамках пружності. В кожному вузлі схеми вводяться по шість узагальнених переміщень: - три лінійних переміщення i-того вузла вздовж координатних висей   і три кутових навколо відповідних осей. Відтяжка (3-7) розглядається як стрижень з шарнірно закріпленими вузлами 3 і 7 (жорстка відтяжка), або як гнучка пружна нить з жорсткістю на розтяг  (гнучка відтяжка). Портал включено до розрахункової схеми як суперелемент (10-11). В вузлі 9 – шарнір для моделювання опорного підшипника верхньої будівлі крану.
Рух крана як системи твердих тіл розглянуто в узагальнених координатах:   - кут нахилу вісі недеформованої стріли до горизонту і   - кут повороту крана навколо вісі . Вантаж на канаті вважається матеріальною точкою маси  . Рух його визначається у координатах  , направлених вздовж відповідних висей глобальної системи. Початок   - у центрі ваги непорушного в початковий момент вантажу. Під час роботи крана в грейферному режимі, зростання вантажу і розвантаження моделюються лінійним законом. Вантажний канат – абсолютно гнучка невагома пружна нитка жорсткості .
Приводи крану і складаються з електродвигуна, муфти, гальм і знижувального редуктора. Їхні математичні моделі в даній роботі розглянуті в рамках пружно-дискретних систем.
Основними є приводи підйому вантажу (ПВ), повороту крана (ПК), зміни вилиту (ЗВ) стріли. Переміщення крана вздовж підкранового шляху – установча операція, тому до моделі не включене.
Розрахункова схема ПВ - одномасова. Приведений момент інерції - , кут повороту - , вибирається як узагальнена координата.
ПК і ЗВ моделюються розрахунковими схемами з двома ступенями свободи. Вводяться узагальнені координати:   - кут повороту ротора електродвигуна ЗВ;   - кут повороту вихідного вала редуктора;   - кут повороту ротора електродвигуна ПК;   - кут повороту вихідного вала редуктора.
Під час роботи металоконструкція знаходиться під впливом сил власної ваги, вітру, і рушійних зусиль приводів. Для сил вітру з інтенсивністю  , приведення для окремого стрижневого СЕ елементу здійснюється до вузлів в відповідності з ДГСТ 1451-77.
Вузлові зусилля, при об'єднанні СЕ в систему складаються у вузлах дискретизації. Окрім розподілених сил власної ваги враховувалися зосереджені сили від рухомої противаги і ваги поворотної платформи. Ці зусилля додано до наявних в відповідних вузлах.
Рушійні зусилля привідних електродвигунів визначаються в функції кутової швидкості ведучої ланки. В схему управління приводами включені декілька проміжних пускових ступенів. Графіки ансамблю пускових механічних характеристик на кожній ступені регулювання близькі до прямих ліній, тому в роботі прийнята лінійна залежність між механічним моментом двигуна та кутовою швидкістю обертання ротору. Прийнята схема дозволяє моделювати більшість приводів, що ви користуються. Зміною величини моменту, числа ступенів регулювання і тривалості роботи на кожній характеристиці, враховано особливості системи управління.
В четвертому розділі представлено порівняння результатів чисельних і натурних експериментів, а також розвязана задача розробки “типового” циклу роботи крана з застосуванням методів математичної статистики та теорії випадкових функцій. Всі дані про портальний кран були отримані на заводі - виготовнику. Набір вхідних даних програми та розроблений алгоритм дозволяють моделювати реальний експлуатаційний цикл роботи крана завдаванням моментів включення, тривалості та послідовності включення привідних механізмів. 
Перевірка адекватності математичної моделі обєкту дослідження проводилася у два етапи. На першому перевірялася правильність опису геометрії і статична урівноваженість портального крану. Чисельні результати порівнювалися з паспортними даними крану. На другому етапі проведене порівняння з результатами натурного експерименту. 
На рис 2 показані розрахункова і паспортна залежності величини зусилля в рейці механізму ЗВ, при номінальному вантажі 10т. від виліту. Відмінності пояснюються тим, що паспортна крива розрахована за умов рівноваги абсолютно жорсткого чотириланковика, який складає стрілова система, в моделі ж врахована податливість металоконструкції і стрілової системи.
Для перевірки динамічної відповідності моделі об'єкту, порівнювалися чисельні розрахунки з результатами випробувань портального крану порту. Дані, зняті з осцилограми, дозволили провести моделювання циклу роботи крана. В якості основних величин прийняти зусилля в рейці ЗВ - Sr, момент на вторинному валу ЗВ - M. На рис. 3 наведений один з результатів - Sr, де чисельне рішення суміщене з обробленою осцилограмою експерименту.
Результати свідчать про якісний збіг експериментальних і розрахункових значень, але внаслідок нестаціонарності процесів і взаємовпливу частин конструкції кількісне зіставлення моделі з об'єктом на основі аналізу графіків утруднено.
Задачі оцінки міцності і довготривалої міцності повинні розглядатися з урахуванням особливостей функціонування машини, тобто робочої операції. Кран протягом експлуатації виконує однотипні дії, тому можна говорити про циклічне повторювання його роботи - робочий цикл. Режими роботи портальних кранів визначаються багатьма випадковими чинниками. Тому, якщо на одному
Фото Капча