(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111539756.X (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 上海市特种设备监 督检验技 术研究 院 地址 200062 上海市普陀区金沙江路915号 (72)发明人 许海翔　黄正球　吴峰崎　冯双昌　 龚文　肖飚　 (74)专利代理 机构 上海思微知识产权代理事务 所(普通合伙) 31237 代理人 田婷 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态 特征分析方法 (57)摘要 一种基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态 特征分析方法， 包括： 在绘图软件中建立双梁桥 式起重机的整体几何模型， 并导入ADA MS软件； 利 用ADAMS软件平台对双梁 桥式起重机进行虚拟样 机分析， 通过柔性双主梁及离散圆柱体轴套力连 接模拟钢丝绳建立起升系统刚柔耦合模型； 按照 双梁桥式起重机相关参数设置起升速度、 起吊质 量， 各关键部件质量及转动惯量； 通过仿真得到 起升过程起吊重物质心位移及速度、 小车各车轮 受力情况、 起升钢丝绳受力情况。 本发明可得到 更为全面准确的起升系统关键部件动态特性， 并 纠正了传统理论计算的某些假设与实际情况不 符， 因此对起重机起升系统设计具有良好的参考 价值。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 114048632 A 2022.02.15 CN 114048632 A 1.一种基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在于， 所述基于 ADAMS的桥式起重 机起升机构动态特 征分析方法， 包括： 执行步骤S1： 在绘图软件中建立双梁桥式起重 机的整体几何模型， 并导入ADAMS软件； 执行步骤S2： 利用ADAMS软件平台对双梁桥式起重机进行虚拟样机分析， 通过柔性双主 梁及离散圆柱体轴套力连接模拟钢丝绳建立 起升系统刚柔耦合模型； 执行步骤S3： 按照双梁桥式起重机相关参数设置起升速度、 起吊质量， 各关键部件质量 及转动惯量； 执行步骤S4： 通过仿真得到起升过程起吊重物质心位移及速度、 小车各车轮受力情况、 起升钢丝绳受力情况。 2.如权利要求1所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 所述基于ADAMS的桥式起重 机起升机构以双梁桥式起重 机为对象。 3.如权利要求1所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 离散圆柱体间采用衬套运动副连接 。 4.如权利要求3所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 所述衬套运动副参数设置轴向拉伸刚度最大， 其 他方向刚度小于轴向。 5.如权利要求3所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 所述钢丝绳之离 散圆柱与卷筒、 动滑轮均采用接触约束。 6.如权利要求3所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 所述起重小车之小车 车轮、 大车车轮与轨道均采用接触约束。 7.如权利要求1所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 重物被吊离地 面存在一个反复与地 面接触的波动过程。 8.如权利要求1所述基于ADAMS的桥式起重机起升机构动态特征分析方法， 其特征在 于， 所述方法用于起重 机设计时对起升系统的受力、 速度、 挠度、 振动进行计算校核。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114048632 A 2一种基于ADAMS的 桥式起重机起升机构动态特征分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及机械设计技术领域， 尤其涉及一种基于ADAMS的桥式起重机起升机构 动态特征分析方法。 背景技术 [0002]桥式起重机工作特点是经常启制动， 当所吊物体离开地面或者制动过程中， 起重 机会受到一定的冲击和振动， 其产生的动载荷是起重机设计时所考虑的主要载荷之一。 因 此， 在设计时应计算分析其起升时系统固有频率、 振动质点振幅及动载系数等动态特性， 进 一步把握其工作性能。 [0003]请参阅图13、 图14， 图13所示为桥式起重机示意图。 图14所示为桥式起重机简 化后 的动力学模型。 桥式起重机起升机构3用于对吊重30进行起吊， 并进一步包括端梁31、 双主 梁32、 小车33、 钢丝绳 34、 起升机构传动零件(未图示)等。 传统的振动系统计算将端梁31、 小 车33视为绝对刚体， 钢丝绳34抽象为无质量有限弹性单元， 简化为2质量2自由度串联弹性 动力学模型。 由图13、 图14可知， 分别确定小车和主梁的等效质量m1、 重物和吊钩滑轮组的 重量m2、 主梁等效刚度k1、 起升钢丝绳绕组刚性系数k2， 建立起吊过程预张紧及起吊阶段运 动的微分方程， 其求解与初始条件及边界条件密切相关， 且实际工程中等效质量和 等效刚 度计算困难， 对起升过程分析不够 全面细化， 某些假设不符合实际情况。 因此该方法仅能满 足一般设计需要。 [0004]随着有限元和机械动力学等计算机辅助工程软件的发展， 有文献对起重机起升过 程采用有限元瞬态动力学响应进 行分析， 通过传统二自由度系统计算不同阶段结构的固有 频率及重物离地时间， 确定载荷 ‑时间曲线与系统结构的等效阻尼后， 对门式起重机钢结构 有限元模型进行瞬态分析得到主梁跨中节点的位移、 加速度变化 曲线， 该方法较好分析了 重物起升过程对主梁的冲击振动情况， 但未充分考虑钢丝绳刚度及各部件惯性对起升系统 的影响， 与实际情况仍有一定误差 。 [0005]近年来， 有文献采用ADAMS软件平台建立电动葫芦的卷筒钢丝绳刚柔耦合模型， 并 施加边界约束 条件和载荷信息模拟起吊重物 过程， 准确的获取了起升过程的卷筒应力的大 小和分布情况， 但仍未考虑钢丝绳刚度对起升过程动态特性的影响。 [0006]因此， 本例以双梁桥式起重机为对象， 通过对主梁和钢丝绳详细建模， 并考虑各部 件质量和惯性对起升系统动态特性的影响， 得到了 关键部件的位移、 受力变化等动态特性， 与实际情况匹配较好， 解决了传统起重机静态设计不能准确反映起重机实际动态特性问 题。 同时指出了传统理论计算中不符合实际情况 的假设条件， 为起重机械创新设计提供有 实际意义的理论 参考。 [0007]故针对现有技术存在的问题， 本案设计人凭借从事此行业多年的经验， 积极研究 改良， 于是有了 本发明一种基于ADAMS的桥式起重 机起升机构动态特 征分析方法。说　明　书 1/5 页 3 CN 114048632 A 3