核电起重机多体动力学与振动控制

发布时间：2017-03-28 07:01

  本文关键词：核电起重机多体动力学与振动控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：核电起重机是核电站建设与运营的重要设备之一，与普通桥式起重机相比，核电起重机要求制造质量严、设计标准高。由于工作场所的特殊性，核电站专用起重机必须保证作业定位准确、安全可靠。另外，频繁发生的起重机安全事故更加突显了起重机作业安全的重要性。核电起重机主要由桥架结构、中央拱架、旋转机构与旋转导向系统、运行小车、安装小车、抗震装置、电气控制系统等组成。本文对核电起重机故障状态的动特性进行分析以及结构的振动控制进行研究，对保证大型核电装置安装的平稳性具有重要意义。 本文主要进行了以下研究： 针对核电起重机的特殊构造，建立了核电起重机离地起升和下降制动两种工况下振动系统的动力学模型；同时建立了一根钢丝绳断裂发生故障时，机构与桥架结构耦合的弹性多体动力学模型，应用相关理论，确定模型的具体参数，建立两种工况下系统对应的运动方程；对系统有缓冲油缸和没有缓冲油缸的情况进行动力学分析和对比研究。 对核电起重机主梁的振动主动控制进行了研究，运用磁流变(MR)阻尼器做半主动控制研究，为振动控制在起重机领域的研究提供理论模型及方法。 本文研究得到以下结论： 1)对核电起重机起升机构两套独立构造、同步驱动吊钩升降的起升卷绕系统的均衡杠杆两端正常设置受压缓冲油缸或假设去掉缓冲油缸的两种情况，得出了在两种工况下的动态响应，该系统能有效地缩短载荷冲击时间和振动幅度，表明核电起重机起升机构钢丝绳的特殊缠绕方式和缓冲装置具有优越的减振性能。 2)研究了基于磁流变(MR)阻尼器的核电起重机起升机构振动系统的主动控制，，建立了半主动起升机构动力学模型，以半主动主梁开关控制策略，对系统有磁流变(MR)阻尼器与无磁流变(MR)阻尼器时建立了MATLAB/SIMULINK仿真模型，得出离地起升工况的减振特征，通过结果比较分析，得出磁流变(MR)阻尼器有很好的减振作用。 3)通过核电起重机动特性分析和磁流变(MR)阻尼器在起重机起升机构对主梁振动控制的研究，为起重机振动控制、动态设计和过载保护等研究提供必要的理论基础，为实现起重机自动控制提供理论模型，研究表明核电起重机缓冲减振装置在起重机行业有推广价值和应用前景。
【关键词】：核电起重机 机构与结构多体耦合系统 动态特性 磁流变阻尼器 减振装置
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH218
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 本文研究的目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势8-13
• 1.2.1 起重机的发展概况8-10
• 1.2.2 动特性分析的研究状况10-12
• 1.2.3 振动控制的研究状况12-13
• 1.3 主要研究内容与创新点13-16
• 第二章 核电起重机的概述16-28
• 2.1 核电的发展及对起重设备的要求16
• 2.2 核电起重机概述16-25
• 2.2.1 核电站专用起重机16-20
• 2.2.2 核电站专用起重机起升机构的特殊性20-25
• 2.3 本章小结25-28
• 第三章 核电起重机的动特性分析与研究28-44
• 3.1 起重机动力学的研究方法28-29
• 3.2 核电起重机机构与结构耦合弹性多体动力学模型的建立29-37
• 3.2.1 起重机正常运行时的动特性30-33
• 3.2.2 离地起升系统无缓冲装置突发故障时的多体动力学模型33-34
• 3.2.3 离地起升设置了缓冲装置突发故障时的多体动力学模型34-36
• 3.2.4 核电起重机下降制动的动力学模型36-37
• 3.3 相关参数的确定37-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 核电起重机机构与结构耦合的计算及结果分析44-60
• 4.1 动态分析的振型叠加法原理44-46
• 4.2 计算机仿真技术46-49
• 4.3 原始参数49-50
• 4.4 机构与结构耦合的仿真结果50-57
• 4.4.1 货载离地起升系统的时域响应曲线图50-52
• 4.4.2 货载离地起升系统频域响应曲线图52-53
• 4.4.3 货载下降制动过程中系统时域响应曲线图53-55
• 4.4.4 货载下降制动过程中系统频域响应曲线图55-57
• 4.5 结果分析57-58
• 4.6 本章小结58-60
• 第五章 核电起重机被动减振60-70
• 5.1 货载离地起升发生故障时系统的减振响应60-63
• 5.1.1 货载离地起升系统时域响应曲线60-62
• 5.1.2 货载离地起升系统频域响应曲线62-63
• 5.2 货载下降制动过程中发生故障时系统的减振响应63-66
• 5.2.1 货载下降制动过程中系统时域响应曲线63-64
• 5.2.2 货载下降制动过程中系统频域响应曲线64-66
• 5.3 结果分析66-68
• 5.4 本章小结68-70
• 第六章 核电起重机主动减振70-88
• 6.1 磁流变技术简介70-72
• 6.2 基于 MR 阻尼器的起重机起升机构振动控制研究72-75
• 6.3 半主动主梁开关控制策略75-78
• 6.4 数值仿真78-86
• 6.5 本章小结86-88
• 第七章 结论88-90
• 7.1 本文取得的成果总结88
• 7.2 展望88-90
• 参考文献90-96
• 致谢96-98
• 攻读硕士学位期间发表文章98-99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 夏拥军,陆念力,罗冰;关于水平臂式塔机起升动载系数φ_2的一点讨论[J];工程机械;2005年01期

2 白波;吊杆起升机构的力学模型建立及动力学分析[J];甘肃科技;2004年08期

3 贾贤安;完海鹰;;缸式黏滞阻尼器力学性能的理论与试验研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年12期

4 韩守习,张大可;基于SIMULINK的起重机起升机构动态仿真[J];重庆建筑大学学报;2003年06期

5 侯保林;MEHDI Ahmadian;;冲击载荷作用下磁流变阻尼器的建模与分析[J];机械工程学报;2006年04期

6 方治华;贾宏玉;顾永强;;重物起吊过程两种动力学模型的比较研究[J];机械研究与应用;2007年05期

7 宋立权;塔式起重机起升机构──金属结构系统的动力学研究[J];建筑机械;1996年01期

8 方治华;贾宏玉;;水平塔式起重机提升重物的动特性分析[J];山西建筑;2008年32期

9 胡颖,张东红,周良,王伟;核电站桥式起重机卷绕系统的设计[J];起重运输机械;2000年08期

10 张晓丽,黄洪钟,欧阳壮;起重机主动控制技术应用的研究[J];起重运输机械;2002年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王昊;胡海岩;;基于磁流变阻尼器整车半主动悬架的开关控制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 曲庆国;对求解大型稀疏特征值问题的子空间迭代法的研究[D];南京航空航天大学;2005年

2 李波;核电站环吊大车运行动力学研究[D];上海交通大学;2007年

3 付文刚;基于SIMULINK的变频调速起升机构动载的研究[D];上海海事大学;2007年

4 张灵;压桩机用起重机起升过程的动态特性研究[D];中南大学;2009年

  本文关键词：核电起重机多体动力学与振动控制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：271813