小车-吊重-桥机主梁耦合系统键合图建模及动力学分析

为保证桥机安全可靠工作,桥机振动问题是大型起重设备中十分重要的研究课题,而传统所采用的是单一能域建模方法。鉴于此,针对小车-吊重-桥机主梁耦合系统,利用键合图分块建模的特点,分别建立小车运动系统和简支梁承重结构对应的键合图模型。根据两个子系统之间的功率守恒,组合完成耦合系统的键合图模型,借此建立耦合系统的状态方程。针对小车运行加速-匀速-减速的实际工况,根据状态方程计算系统的耦合频率,采用状态空间迭代解法求解主梁跨中动力响应。分析吊重与小车质量比、绳长和吊重摆动对系统耦合频率和主梁跨中动力响应的影响。结果表明:利用键合图法可以快速有效地构建复杂耦合系统的动力学模型;小车-吊重-桥机主梁耦合系统的动力学特性不仅与小车运行的速度、加速度有关,而且与吊重与小车质量比、绳长和吊重摆动有关。