【摘要】： 我國(guó)綜合國(guó)力不斷的增強(qiáng),國(guó)內(nèi)石油、化工、煉鋼、核電等工業(yè)規(guī)模正在向特大型化發(fā)展；煉油裝置由原來(lái)的幾百萬(wàn)噸級(jí)發(fā)展到近千萬(wàn)噸級(jí)甚至過(guò)千萬(wàn)噸級(jí)；核電建設(shè)從2005到2020年已進(jìn)入發(fā)展的第三個(gè)階段,即大規(guī)模建設(shè)和普及階段；新的模塊式預(yù)澆筑和整體式裝配等建設(shè)模式的發(fā)展,促使了吊裝設(shè)備尺寸與組件重量增大。這必將對(duì)吊裝行業(yè)提出更高要求。吊裝設(shè)備的大型化、重型化,使得吊裝工藝非常復(fù)雜,難度超出了以往的吊裝作業(yè)。在吊裝設(shè)備重量越來(lái)越大的情況下,大型結(jié)構(gòu)物的吊裝成為發(fā)展的必然。提高大型結(jié)構(gòu)物吊裝過(guò)程的吊裝方案的高效性,安全性,吊裝過(guò)程中的行為可預(yù)測(cè)性成為具有重大意義的課題。 針對(duì)上述目標(biāo)和挑戰(zhàn),對(duì)大型結(jié)構(gòu)物吊裝方案的制定的這個(gè)難題,單純依靠方案制作人員,吊裝工程師的經(jīng)驗(yàn)方式很難解決。為提前排除大型吊裝過(guò)程中不可行的方案,需要借助虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真方法,研發(fā)一款用于模擬大型結(jié)構(gòu)物吊裝過(guò)程的仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。本文對(duì)大型結(jié)構(gòu)物的雙機(jī)協(xié)同仿真建立了基于靜力學(xué)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)求解方法；并且根據(jù)雙機(jī)協(xié)同吊裝原理進(jìn)行必要的抽象,建立了雙臺(tái)起重機(jī)協(xié)同吊裝的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型；在仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,本文使用了開(kāi)源圖形渲染引擎OGRE,開(kāi)源動(dòng)力學(xué)引擎Bullet作為基礎(chǔ)工具；在深入了解和研究相關(guān)引擎的基礎(chǔ)之上,仿真系統(tǒng)對(duì)他們進(jìn)行了必要的擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)；使用了設(shè)計(jì)模式的思想,抽象出吊裝過(guò)程中系統(tǒng)模塊之間的關(guān)系,建立了適合非特定工況條件下靈活的動(dòng)態(tài)環(huán)境建模；根據(jù)汽車起重機(jī)的工作特點(diǎn),建立了參數(shù)化的汽車起重機(jī)的模型；在起重機(jī)的仿真過(guò)程中引入了有限自動(dòng)機(jī)理論,使得起重機(jī)在各種吊裝狀態(tài)下的相互切換得到了穩(wěn)定的控制,為建立起重機(jī)的自動(dòng)化建立了良好的基礎(chǔ)。 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì),一個(gè)健壯的,可維護(hù),可擴(kuò)展,可復(fù)用的,高效的大型結(jié)構(gòu)物的吊裝仿真系統(tǒng)建立出來(lái)了。此仿真系統(tǒng)的交付和應(yīng)用情況,說(shuō)明此仿真系統(tǒng)使得大型結(jié)構(gòu)物吊裝方案的制定的效率,安全性得到了提高。大型結(jié)構(gòu)物吊裝的工程應(yīng)用和電子計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)融合使得大型結(jié)構(gòu)物的吊裝水平得到了提高。
【圖文】：

大型結(jié)構(gòu)物吊裝的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng))雙臺(tái)起重機(jī)協(xié)同工作時(shí)，每臺(tái)起重機(jī)操作之間的作業(yè)空間不能相互重疊)在協(xié)同吊裝時(shí)，由于牽引鋼絲繩角度的變化，每臺(tái)起重機(jī)的負(fù)載會(huì)發(fā)生調(diào)整每臺(tái)起重機(jī)的負(fù)載是確保安全吊裝的條件;(4)對(duì)于方案制作人員，吊裝方案制定的每一項(xiàng)操作的先后序列是影響吊裝的一個(gè)關(guān)鍵因素;

定理2:質(zhì)點(diǎn)系在勢(shì)力場(chǎng)中平衡位置是穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)在平衡位置的勢(shì)能為極小值[’8]。在前面假設(shè)的基礎(chǔ)上，圖2.2中的吊裝設(shè)備可以看作重量集中在重心的質(zhì)點(diǎn)，該幾何模型中，唯一的質(zhì)點(diǎn)(吊裝設(shè)備)只受到有勢(shì)力(繩子的拉力和其自身重力)的作用，根據(jù)定理1和定理2可以得知:質(zhì)點(diǎn)系處于靜止平衡的充分必要條件是吊裝設(shè)備的重力勢(shì)能最小，即吊裝設(shè)備的重心處在最低的位置[20]。因此，求解穩(wěn)定靜止平衡狀態(tài)下吊裝設(shè)備的位置姿態(tài)，，轉(zhuǎn)化為求解如下數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題:min(lmp，) 5.t.1}只一。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH21

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 岳玉潔;基于Inventor三維吊裝仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2645905