【摘要】： 我國綜合國力不斷的增強,國內(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；煉油裝置由原來的幾百萬噸級發(fā)展到近千萬噸級甚至過千萬噸級；核電建設(shè)從2005到2020年已進入發(fā)展的第三個階段,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)物吊裝過程的吊裝方案的高效性,安全性,吊裝過程中的行為可預(yù)測性成為具有重大意義的課題。 針對上述目標和挑戰(zhàn),對大型結(jié)構(gòu)物吊裝方案的制定的這個難題,單純依靠方案制作人員,吊裝工程師的經(jīng)驗方式很難解決。為提前排除大型吊裝過程中不可行的方案,需要借助虛擬現(xiàn)實的仿真方法,研發(fā)一款用于模擬大型結(jié)構(gòu)物吊裝過程的仿真的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。本文對大型結(jié)構(gòu)物的雙機協(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)雙機協(xié)同吊裝原理進行必要的抽象,建立了雙臺起重機協(xié)同吊裝的運動學(xué)和動力學(xué)模型；在仿真系統(tǒng)的開發(fā)過程中,本文使用了開源圖形渲染引擎OGRE,開源動力學(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)對他們進行了必要的擴展和開發(fā)；使用了設(shè)計模式的思想,抽象出吊裝過程中系統(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態(tài)環(huán)境建模；根據(jù)汽車起重機的工作特點,建立了參數(shù)化的汽車起重機的模型；在起重機的仿真過程中引入了有限自動機理論,使得起重機在各種吊裝狀態(tài)下的相互切換得到了穩(wěn)定的控制,為建立起重機的自動化建立了良好的基礎(chǔ)。 經(jīng)過系統(tǒng)的分析和設(shè)計,一個健壯的,可維護,可擴展,可復(fù)用的,高效的大型結(jié)構(gòu)物的吊裝仿真系統(tǒng)建立出來了。此仿真系統(tǒng)的交付和應(yīng)用情況,說明此仿真系統(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)用和電子計算機的信息技術(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)實系統(tǒng))雙臺起重機協(xié)同工作時，每臺起重機操作之間的作業(yè)空間不能相互重疊)在協(xié)同吊裝時，由于牽引鋼絲繩角度的變化，每臺起重機的負載會發(fā)生調(diào)整每臺起重機的負載是確保安全吊裝的條件;(4)對于方案制作人員，吊裝方案制定的每一項操作的先后序列是影響吊裝的一個關(guān)鍵因素;

定理2:質(zhì)點系在勢力場中平衡位置是穩(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，該幾何模型中，唯一的質(zhì)點(吊裝設(shè)備)只受到有勢力(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)點系處于靜止平衡的充分必要條件是吊裝設(shè)備的重力勢能最小，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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH21

【引證文獻】

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：2645905