虚拟样机技术(Virtual Prototyping Technology)是20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。工程师可以在计算机上建立样机模型,对模型进行各种动态性能分析,然后改进样机设计方案,用数字化形式代替传统的实物样机实验。 集装箱岸桥是目前世界上用于货物装卸的主要机械设备,其大型化、高速化、自动化的发展趋势对结构的合理设计提出了很高的要求。在集装箱岸桥频繁地进行起升、制动等一系列运动过程中,吊重起升和下降的同时伴随着小车的运行,这样就形成了两个方向相互耦合的运动。另外,动载冲击对结构引起的动力响应对起重机结构的影响越来越重要。在集装箱岸桥工作过程中,小车位于前大梁前伸距的位置是一个非常重要的工作位置,此时小车处于在大梁上的最大允许悬臂距离,因而吊重在这个位置起升将会产生很大的动力响应。 本文针对虚拟样机技术在岸桥前大梁结构设计中的应用从以下几个方面进行了初步探讨: (1) 探讨了基于特征的参数化建模技术与三维模型的二次开发技术.在Pro/E环境下构建了岸桥前大梁的三维模型样板,并在Pro/TOOLKIT程序中使用VC编制参数化界面,完成对前大梁模型的二次开发。 (2) 探讨了刚柔耦合系统的生成方法,建立了前大梁系统的刚柔耦合模型。利用ANSYS与Pro/E的数据传递接口,把Pro/E中生成的前大梁模型导入ANSYS中,进行网格划分并生成模态中性文件(*.mnf文件),然后在ADAMS/VIEW下读取该文件,生成前大梁的柔性体模型。把小车、卷筒、吊具、集装箱等看作刚体考虑,在ADAMS/VIEW中建立其模型,并施加约束与运动,建立系统的刚体、柔体耦合模型。 (3) 描述了小车在前大梁上的工作过程,分析了在此过程中集装箱岸桥吊重的受力情况、建立吊重的动力学方程,同时在结合对工作过程中小车运动的分析建立前大梁结构的动力学方程。 (4) 在介绍多体动力学的基础上,对小车运行工况进行仿真研究。