索式吊运系统动力学建模和摆动规律研究

摘要:
针对索式吊运这类欠约束系统的摆动规律分析,综合采取理论建模及可视化仿真相结合的方法,研究索式吊运系统的动力学特性。利用达朗贝尔原理建立索式吊运系统的动力学模型,其中不仅考虑了水平运动和升降运动对系统运动状态的影响,也将钢索质量考虑在内,提高了模型精确度。采用龙格库塔法对模型进行降阶数值求解,并基于ADAMS软件的动力学仿真进行了验证。基于动力学模型和数值计算,研究了水平运动、升降运动及系统参数对摆动的影响规律。结果表明:所建立的动力学模型和数值计算准确,可用来研究索式吊运系统的运动规律和控制策略; 吊点在运动过程中系统摆幅受吊点初始加速度、加速度突变和升降运动速度影响较大,初始加速度过大或加速度突变,升降速度越大,摆幅越大,升降速度使摆幅随时间呈指数式增长; 停止后摆幅与停止时吊重速度、加速度和系统频率有关,速度越大,摆幅基数越大; 加速度越大,加速时间越长,摆幅增幅也越大; 钢索长度和吊重质量决定系统固有频率,不影响系统运动过程中的摆幅; 吊点加速规律对摆动影响的研究,可用来指导吊运系统设计与控制。