基于粒子群算法的船用起重机防摆装置结构优化设计

船用起重机在海上作业时因风浪引起吊重摆动导致作业风险较高,需要对起重机加装相应的防摆装置,而在起重机上加装防摆装置会增加起重机负荷影响工作效率,因此需要对船用起重机防摆装置结构进行轻量化设计。针对船用起重机防摆装置,以装置结构重量最小作为优化目标建立结构优化数学模型。使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对船用起重机防摆装置进行结构优化设计并对算法参数进行改进。经过优化后,结构总重量较优化前降低了28.64%。对优化过程和结果的分析表明,与结构优化中常用的遗传算法进行比较,PSO算法相比遗传算法可以快速收敛到全局最优解,求解精度高且算法运行稳定,优化后效果满足工程实际应用的需求。验证了PSO算法在船用起重机防摆装置结构优化设计中具有可行性和有效性。

船用起重机牵引索式减摇装置恒张力控制仿真和试验研究

针对船用起重机在海上作业时吊重产生大幅度的摇摆而无法精准定位的问题,建立了一种配备牵引索式减摇装置的船用起重机吊重系统动力学模型,提出基于线速度追踪的牵引系统恒张力控制方法,应用Matlab/Simulink对中小型和大型船用起重机的动力学特性进行仿真分析,发现吊重系统在受到外界激励时的不对称摆动现象,得到吊重系统的摆动特性以及减摇装置牵引系统的张力输出特性。通过研究初步证明了减摇装置的有效性,相比于无减摇装置情况加装牵引索式减摇装置后吊重摇摆幅值减小70%以上,并通过相同条件下的仿真和试验对比分析证明了模型的准确性。论文研究结果对牵引索式减摇装置的实船应用具有一定指导意义。

船用起重机减摇装置建模与试验

针对船用起重机在吊重摇摆的抑制问题,设计了一种船用起重机吊盘减摇装置。利用恒张力吊盘将吊绳的摆幅减小,从而减小吊重的摇摆。建立吊重在有无吊盘下的吊重的运动学方程,使用MATLAB/Simulink软件对运动学模型进行仿真分析。详细分析了在船舶不同的横摇角度下吊重的摇摆情况,并进行有无吊盘减摇装置的对比。结果表明,有吊盘的情况下,吊重的面内角可减小54%左右,面外角可减小59%左右,通过搭建试验平台进行试验,得到有吊盘时,吊重的面内角可减小60%左右,面外角可减小53%左右,验证了减摇装置的有效性。

船用起重机吊盘式机械防摇系统的设计与试验

受风、浪、流、涌等多种海洋环境载荷的影响,船舶会产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡六自由度运动,船舶的这种基座扰动进而会导致吊重发生大幅度摇晃。针对该问题,提出一种吊盘式机械防摇方案,并搭建船用起重机吊盘式机械防摇系统试验台开展验证试验。进行多组对比试验验证方案的可行性,得到船用起重机吊盘式机械防摇系统在不同绳长和不同基座运动条件下的吊重摆角时变曲线。试验结果表明:在无减摇控制时,主吊索的面外角最大值达到13.6°,面内角最大值达到15.5°;有减摇控制时,主吊索的面外角最大值仅为1.2°,减摇效果达到90%以上,而面内角最大值仅为5.9°,减摇效果也达到60%以上。

起重机摇摆下伸缩套管防摇装置仿真和实验

船用起重机在海上作业过程中,悬挂重物的钢丝绳属于柔性件,加上风、浪等海洋环境载荷的影响,使得负载产生摆动。基于起重机海上作业时吊物的摇摆,设计开发了一种新型船用起重机伸缩套管减摇装置,利用套管的刚性约束来减小吊索的摇摆幅度,利用万向力矩结构减轻套管的受力,套管通过万向力矩运动时,依靠弹簧阻尼来存储释放能量,减少吊重的摆幅。介绍了伸缩套管装置的结构和原理,建立船、起重机、伸缩套管的数学模型,并利用Adams建立仿真模型进行运动学分析,得出伸缩套管装置具有明显的减摇效果,同时通过搭建实验平台进行实验,验证了伸缩套管装置在实际应用中具有显著的减摇效果。

船用起重机伸缩套管减摇装置原理和试验

船用起重机海上作业过程中,因悬挂重物的钢丝绳属于柔性件,加上风、浪等海洋环境的影响,使得负载产生摆动。基于起重机海上作业时吊物的摇摆,设计了一种新型船用起重机伸缩套管减摇装置,利用套管的刚性约束来减小吊索的摇摆幅度,套管通过万向力矩运动时,依靠弹簧阻尼来存储释放能量,减少吊重的摆幅。文章介绍了伸缩套管装置的结构和原理,建立船、起重机、伸缩套管的数学模型,利用Adams建立仿真模型并进行运动学分析,结果显示伸缩套管装置具有明显的减摇效果。同时,通过搭建试验平台进行试验,验证了伸缩套管装置在实际应用中也具有显著的减摇效果。

船用起重机减摇装置设计

针对船用起重机的吊重摇摆抑制问题,设计一种船用起重机吊盘减摇装置,利用2根恒张力减摇索和主吊索在吊盘处形成相对稳定的力的三角形,同时吊盘将减小吊绳及吊重的摆幅。建立吊重在有无吊盘下的运动学方程,在Matlab/Simulink软件中对模型进行仿真分析,对比分析在船舶不同的横、纵摇运动角度下有无减摇装置时吊重的摇摆,结果表明,有吊盘的情况下,吊重的摆角可减小70%左右,通过搭建试验平台进行试验,得到有吊盘时,吊重的摆角可减小60.7%左右,验证了减摇装置的有效性。

船用起重机减摇控制系统设计与试验研究

针对起重机吊重摇摆的抑制问题,设计一种船舶起重机减摇系统,减小起重机作业过程中吊重产生的摆动,对提升起重机的作业效率及安全性有重要的意义。此外,针对带折叠减摇臂式船用减摇起重机装置提出一套控制方案,并通过试验验证其综合减摇效果达到60%以上,充分验证了该控制方案的正确性和可行性。

起重机吊重系统三绳机械减摇装置设计

鉴于船舶海上作业时起重机吊重的摇摆问题,设计了一种三绳机械减摇装置;其原理是利用三根外设的减摇索在吊钩处形成稳定的力三角形,并有效的限制吊重的摆幅,进而抑制吊重的摇摆。利用牛顿-欧拉方法建立了吊重系统的动力学模型,在MATLAB/Simulink中进行数字建模仿真分析,对不同横摇角度下该装置的减摇情况效果详细的分析,结果表明添加减摇装置后,吊重的面内角可减小86%左右。搭建试验平台进行试验验证,在与仿真条件相同的情况下,吊重的面内角可减小87%左右,面外角可减小95%左右,表明该装置具有明显的减摇效果。

船舶起重机减摇装置液压回路的设计与试验

针对船舶起重机海上作业时存在的吊重摇摆问题,提出了一种新型机械式船舶起重机减摇装置,利用减摇索在减摇环处形成稳定的力三角形,并有效地减小吊重的摆幅,进而达到抑制吊重摇摆的目的。对减摇装置的原理进行叙述,根据起重机及减摇装置的动作要求设计了液压系统,利用AMESim软件对船舶横摇4°下减摇马达的响应进行仿真分析,结果表明:液压马达的响应良好,验证了液压系统的合理性。搭建试验平台进行试验分析,得到减摇马达响应适时,验证了液压系统的可行性。

船舶起重机减摇机构的设计、建模及试验

针对船舶起重机海上作业时吊重的摇摆问题,提出了一种三绳机械减摇系统,利用外设的3根减摇索在吊钩处形成稳定的力三角形,并有效地限制吊重摆幅,进而达到抑制吊重摇摆的目的。为了实现减摇装置的位置-张力控制模式,建立吊重系统的空间位置模型及减摇索的张力模型。在得到减摇索长度和张力的变化关系后,搭建试验平台进行试验,得出在有减摇装置时,吊重的摆角可以减小60%以上,验证了减摇系统的有效性。

船用起重机吊重减摇控制方法及仿真研究

文中就受海上作业风、浪、流等因素的影响,针对船用起重机吊重的摇摆问题,设计了机械减摇装置,对其进行了静力学分析,结合船用起重机减摇装置的运行原理,设计了恒张力补偿系统液压原理图,通过AMEsim和Simulink软件建立液压控制系统并进行仿真测试。结果表明:在不同负载工况下,液压马达对外输出的压力、流量以及转速均能保持恒定,该船用起重机的减摇装置能够实现对牵引索的恒张力控制,液压系统的动态性能满足控制理论的设计要求。

核电厂QT库吊车废物桶防摆装置的改进设计研究

针对QT库吊车伸缩套筒防摆装置,存在工作效率低和制造维护成本高等问题,对防摆装置进行改进设计。其改进后不仅能避免伸缩套筒带来的上述问题,而且结构简单,操作方便,降低了吊车采购成本,提高了工作效率,具有较高的实用价值。

核电厂QT库吊车废物桶防摆装置的改进设计研究

QT库吊车废物桶是核电厂运行过程中一个非常重要的装置,在其运行过程中要想保证其定位的快速、准确性,应用有效的防摆装置是非常必要的,目前核电厂QT库吊车废物桶所应用的防摆装置存在维护成本高、工作效率低的缺点,积极开展起防摆装置的改进设计是非常必要的,本文就主要针对QT库吊车废物桶防摆装置中存在的问题,对相应的改进设计方案予以分析探讨。

船用起重机吊重防摆控制研究进展

梳理了船用起重机机械式防摆装置和电子式防摆装置的研究进展,总结主流设备制造商采用的防摆技术.在此基础上,分析当前船用起重机防摆控制亟待解决的问题,进而提出该领域未来的发展趋势,包括装置结构不断优化、通过综合多种控制方法对船舶多自由度运动进行补偿以及实现智能化控制,以期为相关研发提供参考.

船用起重机三索限位式防摇摆装置设计

针对如何减小吊重的摇摆问题,设计一种基于三索限位的机械式防摇摆装置。利用3根防摇索牵引吊钩,限制吊重的空间位置,实现防止吊重摇摆的目的。建立起重机的运动学模型,分析工作过程中3根防摇索的长度变化。建立吊重系统的动力学模型,分析防摇摆过程中3根防摇索的张力设定与防摇摆效果的关系。搭建船用起重机防摇摆装置试验平台进行验证,证明了所提出的防摇摆控制方案的正确性,所设计的防摇摆装置在实际应用中具有良好的防摇摆效果,整体防摇摆效果可以达到61%以上。