新型叉车门架起升机构与安全保护研究

新型叉车门架起升机构追求的设计目标是绿色环保,该门架起升机构将传统的液压举升改为卷扬机缠绕钢丝绳举升。起升机构举升方式的改变也就伴随着新的问题的出现,起升机构不具有自锁性能;系统突发性断电,电控制动器失控;钢丝绳疲劳断裂等,均有可能造成不可预测的事故。为避免事故发生,在叉车起升机构增设保护装置,目的是将可能出现的安全隐患进行监控或者彻底清除。     

考虑突发断索事故的车桥系统动力行为分析方法

为实现缆索体系桥梁在突发断索事故中的运营安全分析,考虑桥梁拉索突发破断事故全过程特征,提出一种考虑模态信息更新和时变步长的车桥耦合系统动力行为分析方法.通过细化断索过程的计算步长,考虑断索前后桥梁模态信息的时变特征,实现断索事件下车桥系统动力响应的精细化分析.基于所提出方法,依托斜拉桥算例并采用数值模拟分析了断索作用对车桥系统动力行为的影响.结果表明：单根拉索断裂可引起桥梁频率变化2.56%;单根拉索断裂引起的主梁断面动力响应增幅最高可达80%～140%;与断裂拉索横向对称位置拉索的索力动力放大效应最为显著,达到2.16;过桥车辆的车体竖向加速度幅值约为无断索时的10倍,是威胁过桥交通安全的主要因素.     

多层卷绕卷筒筒身压应力及侧壁压力的计算

当起升高度很大时,而要用多层卷绕的卷筒,例如高层建筑用的起升机构、深海用的绞车等。这种卷筒压应力的计算公式一般都是如下的形式:式中,S为钢丝绳张力,t 为钢丝绳的缠绕节距,为卷筒壁厚,为依卷绕层数而定的系数。 曾经根据实验得出的数值为:A1=1,A2=1.75,A3=2.0,A4=2.25。这些数值是在特定条件下得到的,普遍应用可能产生很大的误差,并且只给出一至四层的系数,不能满足近代生产发展的要求。许多人曾经提出种种不同计算任意层数的公式,但他们有的把条件过于简化,误差很大;有的过于复杂,不便于应用。本文试图提出一种能够广泛应用、计算方…     

三代核环吊吊钩组升降直线度偏差研究

核电站用环行桥式起重机由于其特殊的工作场合,对吊载的定位精度有严格要求,三代核环吊通过平衡机构和钢丝绳的平衡缠绕来保证其升降直线精度.通过建立核环吊吊钩组钢丝绳缠绕系统的力学模型,采用静平衡方法研究某三代核环吊在不同起升重量、不同起升高度下吊钩组的运行轨迹及直线度偏差.结果表明:相同起升高度条件下,当起升量较大时,起升重量对吊钩组升降直线度偏差的影响较小;相同起升重量条件下,升降直线度偏差与起升高度呈非线性关系;该三代核环吊采用的钢丝绳平衡缠绕方式,能够保证吊钩组的直线度偏差小于±5mm/10m.该分析方法及结果为核环吊起升机构的设计提供了理论依据.     

不旋转钢丝绳直线受拉下的物理建模及力学分析

基于微分几何学、弹性力学相关理论,建立了不旋转钢丝绳直线状态受拉力作用下的物理模型,推导了该状态下的受力方程;根据空间螺旋线方程,在三维CAD软件ProE中建立了不旋转钢丝绳的实体模型,并把该实体模型导入ANSYS中进行力学分析,对该模型的正确性进行验证.模型计算结果与有限元分析结果基本一致,验证了该模型的正确性.     

超大型全回转浮吊起升机构钢丝绳多层缠绕方式研究

本文分析了大型浮吊常用的两种起升机构钢丝绳多层缠绕方式,探究这两种方式的优势及缺点,并针对其缺点研制了新型的双动力卷筒起升机构,创新的结构特点克服了原有技术的问题,并且能有效减少钢丝绳磨损,延长钢丝绳使用寿命。     

上肢康复机器人绳驱动关节的设计与分析

针对绳驱动存在的弹性易滑动、误差易累积等问题,提出了一种"钢丝绳+齿形带"的广义驱动方式,将电动机加齿轮、减速器代表的传统刚性动力传递转化为柔性传递.计算得出了钢丝绳拉力大小;运用摩擦力补偿法分析钢丝绳与绳外软管之间的摩擦因数,得出钢丝绳摩擦力与负载的关系.将同一根钢丝绳与绳套的组合进行不同弯曲度的试验;改变钢丝绳在软管中的长度,并于末端施加负载;在固定板上安装钢丝绳,测量拉力及摩擦力的大小进而确定钢丝绳型号.应用ADAMS对绳驱动关节的钢丝绳进行仿真分析.结果表明:弯曲程度对钢丝绳摩擦力影响可忽略;钢丝绳摩擦力与其长度、负载大小都成正比;仿真验证了理论分析正确性.试验得到绳最大紧边压力为8 N,实际摩擦力7.6 N;钢丝绳选用304不锈钢,直径定为1.5 mm,最大承重25 kg.     

桥梁半平行钢丝索对称断丝的力学特性分析

桥梁用半平行钢丝索由于外层钢丝的螺旋外形和本身构造的特殊性,不能直接应用基于平行钢丝假定的并联模型或钢绞线模型进行力学分析.基于Love曲杆理论,考虑泊松效应、钢丝间接触变形以及钢丝间的接触力和摩擦力的影响,对多层半平行钢丝索的对称断丝模型进行了修正,通过数值计算讨论了拉索截面钢丝拉力分布规律、钢丝拉力增长系数和拉索轴向刚度及其影响因素.计算表明,考虑接触变形后,截面内钢丝拉力分布不均匀,拉索轴向刚度较单根钢丝有较大幅度的下降.     

液压履带起重机起升机构动力学分析

建立了液压履带起重机起升机构在起升平面内的三质量二自由度的质量弹簧系统动力学模型,并用模态分析法求解了系统方程得到升过渡过程系统动态响应,给出了液压履带起重机起升机构起升动载系数的计算方法。     

大跨度混合梁斜拉桥参数敏感性分析

为了提高大跨度混合梁斜拉桥的施工控制精度,通过计算比较梁重、斜拉索张拉力、斜拉索的刚度等设计参数在成桥时对主梁挠度、主梁应力和索力的影响程度,分析了各设计参数的敏感性.计算结果表明,大跨度混合梁斜拉桥主要设计参数有梁重和拉索张拉力,而索的刚度对成桥状态影响不大.通过修正主要设计参数,同时忽略次要设计参数的影响,对荆岳长江公路大桥进行施工控制.成桥测试结果表明,拉索索力与成桥线形状况良好,均在误差控制允许的范围内,其中索力误差小于5%,主梁标高偏差小于65 mm.     

组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法

在忽略桥面结构的主梁与拱肋刚接点的转动对吊杆力的影响的情况下,推导出组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法,揭示这种结构体系的力学本质,也有助于设计者进行合理的概念设计.     

细丝小直径钢丝绳断丝形式与断丝信号特征

针对细丝小直径钢丝绳的特点,设计了一套用于对细丝小直径钢丝绳进行断丝检测的系统.运用该系统,研究了细丝小直径钢丝绳的多种断丝形式与对应于这些断丝形式的信号波形.由这些信号波形,可以很直观地看出有无断丝信号以及各种不同断丝形式下信号波形在幅值方面的差别.     

起重机动力学 第五节 起升机构动力学

对于起升机构的动载荷,我们研究下述三种情况:(1)吊重悬挂在空中时的起动与制动;(二)吊重突然由地面起升;(3)吊重在空中突然卸载。 一般说来,如果起升绳原来是松弛的,开动起升机构以全速将吊重突然吊离地面,这种情况下的动载荷是比较大的。但是,细心的起重机司机总是在将吊重起吊之前,首先缓缓将钢丝绳收紧,使钢丝绳的张力接近于吊重的重量,这样可以大大减低动力载荷。为此目的,在起升机构的控制装置中常常装设预备挡。这种情况实际上已经近于从悬挂状况起动了。 吊重在空中突然卸载的情况对于某些起重机也是有重要意义的,例如塔式建筑起重…     

混合梁斜拉桥钢混结合段试验与传力机理研究

武汉二七长江大桥为三塔混合梁斜拉桥,为验证其主梁钢混结合段构造的合理性,设计并制作了几何缩尺比为1∶3的主梁钢混结合段试验模型.对模型进行了试验研究,分别考察了在正常使用荷载作用下、设计极限荷载作用下及1.7倍设计极限荷载作用下钢混结合段钢构件与混凝土构件的应力分布情况及钢混结合段的承载性能,基于对钢混结合段钢板与混凝土之间2种不同连接方式的假设,分别建立了相应的有限元计算模型,研究2种不同的传力机理.模型试验和有限元计算分析表明：武汉二七长江大桥主梁钢混结合段的承载能力满足设计要求,剪力钉的剪切刚度对钢混结合段的受力与传力影响较大.     

集装箱桥吊仿真训练器起升机构动力学模型的建立与计算

建立起升机构的动力学模型并进行分析计算是设计岸桥仿真训练器的重要环节。本文对岸桥起升机构进行初步的动力学分析,建立了微分方程组对运动参数进行求解,并对动力学模型进行了讨论。     

桥梁半平行钢丝索的非对称断丝损伤力学模型

桥梁用半平行钢丝索由于外层钢丝的螺旋外形和特殊构造,不能直接应用基于平行钢丝假定的并联模型或钢绞线模型进行力学分析.基于Love曲杆理论,考虑非对称断丝引起的垂直于拉索轴向的侧向位移,以及钢丝间的接触力和摩擦力的影响,建立静力拉伸荷载下半平行钢丝索的非对称断丝力学模型,通过数值计算和参数分析,研究断丝后索体内钢丝拉力分布规律及其影响因素.结果表明,非对称断丝引起明显的钢丝拉力不均匀分布,钢丝间摩擦系数、断丝径向位置对钢丝拉力分布影响最大.     

一种梁受弯加固的钢丝绳预应力张拉控制试验研究

针对钢丝绳-聚合物砂浆面层加固中钢丝绳预应力张拉需要，提出了一种采用扭矩扳手施加预应力的实用方法.通过在张拉螺杆上施加不同拧紧扭矩，研究了钢丝绳张拉力变化规律和预应力损失机理，得到扭矩系数、有效预应力系数和预应力损失率.结果表明：张拉螺杆的拧紧扭矩与钢丝绳张拉力呈线性关系，扭矩系数k约为0.2192.预应力损失主要集中在张拉锚固结束后的5min内，其损失量约占总损失量的50%;7h之后，钢丝绳张拉力保持不变，有效预应力趋于稳定.基于试验结果，得到不同拧紧扭矩下的钢丝绳张拉力、有效预应力系数和预应力损失率计算公式，计算结果与实验结果吻合良好.     

多损伤场景下大跨径斜拉桥易损性

为了研究大跨径双索面斜拉桥易损斜拉索部位,进一步优化结构健康监测传感器布置方案,基于大跨径斜拉桥结构特点及受力性能,以斜拉桥主梁屈曲安全系数和应力安全系数为评价指标,以大跨径全漂浮分肢柱式塔四索面分离式钢箱梁斜拉桥为依托,采用有限元分析软件,分别采用Beam4梁单元和Link10桁架单元模拟塔/梁构件和拉索构件,建立该斜拉桥的三维有限元空间模型;计算分析了拉索整体性能退化、单根断索、单对断索3类损伤场景下149个工况的主梁屈曲安全系数和应力安全系数。分别考虑结构损伤比例和所造成损伤程度,采用Pareto多目标评价方法,根据结构最小损伤比例作用所造成结构损伤程度最大的优化原则,分别研究了3类损伤场景下斜拉索的易损性,确定了易损斜拉索的部位。研究结果表明:成桥拉索索力随着索长的增加而逐渐增大,内侧索力基本大于外侧索力;拉索整体性能退化程度从无损伤到损伤增加至30%,主梁屈曲安全系数呈线性增大趋势,应力安全系数呈线性减小趋势,但二者变化幅度均较小;单根断索或者单对断索损伤场景下,易损拉索为中跨10~#、边跨6~#,较易损拉索为1~#～5~#、7~#～9~#等。该结果可为研究双塔双索面钢箱梁斜拉桥斜拉索的易损薄弱部位,布控长期监测传感器和提高结构安全性提供科学依据和参考。     

桥梁半平行钢丝索的对称断丝损伤力学模型

基于Love曲杆理论,考虑钢丝间的接触力、摩擦力和泊松效应对钢丝螺旋半径的影响,建立静力拉伸荷载下半平行钢丝索的对称断丝力学模型,并通过数值计算和参数分析研究断丝后索体内钢丝拉力分布规律.结果表明:钢丝间摩擦系数、断丝径向位置对钢丝拉力分布影响最大.     

拱桥钢绞线吊杆不对称断丝后的力学行为

基于断丝前后吊杆两端边界位移约束条件不变的相容条件,建立了不对称断丝后钢绞线吊杆的损伤力学模型,并推导了不对称断丝后钢丝应变与影响长度、吊杆拉力损失率之间关系的表达式.结果表明:不对称断丝后,在影响长度内各钢丝拉力分布不均匀,与断丝相邻的外层未断钢丝拉力增大,其余钢丝拉力变化与断丝形式显著相关,在影响长度外各钢丝拉力分布又变为均匀;随着到断裂处距离的增加,断丝拉力呈指数或线性增加,而与断丝相邻钢丝拉力则呈指数衰减.在影响长度范围内,钢绞线拉力损失率基本为一限值,略高于钢绞线内钢丝断丝率,而护套握裹力、摩擦力等对吊杆内力重分布影响显著.