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基于虚拟样机技术的船用起重机金属结构动力学仿真
| 论文题名： | 基于虚拟样机技术的船用起重机金属结构动力学仿真 |
| 关键词： | 虚拟样机;船用起重机;金属结构;动力学仿真;计算机图形学 |
| 摘要： | 20世纪50年代以来，计算机技术的迅速发展为工程设计、分析和优化技术带来了全面的变革。计算机、应用数学、力学、计算机图形学、应用软件等技术的不断融合，推动着设计理念、理论、方法、技术乃至工具的进步，使得设计理论研究和新技术应用空前繁荣。与此同时，世界造船业的飞速发展对船用起重机械的要求也越来越高，船用起重机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善，使船用起重机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。长期以来，船用起重机械的设计方法多采用静态设计为主，并没有有效的动态仿真设计新方法。在船用起重机械研制过程中引入虚拟样机技术，可以实现计算机对起重机各机构在各种工况下作业的仿真模拟，通过对仿真输出数据的分析来判断设计的合理性，从而为船用起重机的创新设计和优化设计提供先进的技术支持，对于加快起重机械研制周期、降低研制成本，也具有重要的意义。 本文基于虚拟样机技术，利用UG、ADAMS、ANSYS软件平台，建立了船用起重机整机的三维数字化虚拟样机，并对其进行了较为系统的多体系统动力学仿真分析，主要内容如下： (1) 船用起重机动载荷的确定：根据起重机动力学理论，建立了相关动力学模型，确定了在不同工况下的动力学载荷； (2) 船用起重机金属结构多刚体动力学仿真：使用三维实体造型软件UG，建立了船用起重机的三维实体模型，并将船用起重机的三维实体模型导入ADAMS软件，在对各个部件施加约束和力后，进行了多刚体系统动力学三维可视化仿真分析； (3) 船用起重机金属结构刚柔耦合动力学仿真：利用有限元软件ANSYS对主臂架、副臂架进行了模态分析，建立了主臂架、副臂架的柔性体模型；将主臂架、副臂架的柔性体模型导入ADAMS进行刚柔耦合联合仿真，实现了计算机对船用起重机在各种工况下作业过程的仿真。 总之，船用起重机金属结构的虚拟样机研究，是先进的设计、分析、仿真技术应用于船用起重机设计中的初步尝试，为船用起重机的虚拟设计、动态设计和结构仿真分析提供了高效可行的方法。 |
| 作者： | 杨宝林 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 徐长生;郭燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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