顺德云梯车租赁,  云梯车刚柔耦合动力学模型??      顺德云梯车出租,  云梯车出租       云梯车系统是典型的欠驱动系统，而且重物的非线性运动又和臂架、塔身等具有大长细比的柔性构件的变形相互影响，增加了研究其动力学模型的难度。研究云梯车的动态响应对指导其结构的设计和提高安全性能具有重要意义，随着云梯车小车运行速度的提升和对重物移动位置精确性要求的提高，对其动力学特性进行研究的需求更加迫切。目前对云梯车的动力学特性研究主要将系统等效为多刚体系统，集中于重物摆动特性以及消摆控制方法的研究，而综合考虑云梯车结构特性对系统动力学响应的研究较少。 综合考虑了云梯车系统的刚度、阻尼、摩擦和空气阻尼等因素，将系统等效成了集中质量-弹簧系统，建立了数学模型并进行了实验，研究了回转运动产生的动载荷对系统的影响。 结合有限元方法和刚体运动学理论，研究了重物的摆动和系统的柔性对系统动力学响应的影响。 将云梯车等效为中心刚体-柔性臂模型，并用线性弹簧考虑拉杆对系统动力学响应的影响，应用Hamilton原理推导了描述系统回转和变幅运动的动力学控制方程。  将云梯车等效为平面柔性多体系统，综合考虑了臂架、塔身、平衡臂的柔性，仅针对回转制动工况进行了动力学分析。

        随着理论与技术的不断发展，国内外学者对云梯车的动力学特性研究越来越深入，但目前建立的动力学模型仍存在结构或运动描述不全面等问题，同时对理论模型的合理性的探讨也比较少见。基于此，重点研究在云梯车臂架的柔性变形和系统非线性运动的综合影响下，将臂架等效为Euler-Bernoulli梁并考虑臂架的自重和结构阻尼，应用拉格朗日方程和假设模态法建立完整描述云梯车变幅、回转和起升运动的离散化动力学方程。然后应用Maple数学软件对方程进行数值求解并与动力学仿真的结果进行对比。

     2运动学描述2.1变量定义文献[7]主要考虑臂架的柔性和拉杆的影响，忽略塔身、平衡臂等结构的柔性，并且不考虑钢丝绳长的变化，建立的云梯车动力学模型。柔性臂架等效为Euler-Bernoulli梁，在水平面内回转。以臂架回转中心为原点，臂架的中线方向为X1轴建立固定坐标系O1X1Y1，作为系统输出参数的参照。O2X2Y2和O3X3Y3分别为固结在臂架根部和小车中心的浮动坐标系，用以定义臂架的变形和作大范围刚体运动的参数。对于细长梁，其纵向伸缩变形相对于竖直平面内的弯曲变形要小很多；且云梯车臂架水平面内的弯曲变形主要由惯性力引起，其相对于竖直平面内的弯曲变形也可忽略不计，故仅考虑臂架竖直平面内的弯曲变形，设其为w（x，t）。假设臂架初始时刻中线和X1轴重合，由静止开始进行回转、变幅、起升运动。忽略臂架变形对小车相对运动的影响，即假设小车始终沿着X2轴运动，在任意时刻t，描述系统的广义坐标为：小车相对于臂架根部的位移s（t），臂架相对于X1轴的回转角度α（t）；钢丝绳相对于小车中心的长度l（t），重物在Z3Y3平面内的摆角和偏离平面的平面外摆角分别为β（t）、γ（t）；臂架在Z3X3平面内横向弯曲变形w（x，t）。为便于公式推导，上述广义坐标中，前3个广义坐标描述云梯车大范围刚体运动，将其作为系统输入量，记为向量p=［x1，x2，x3］T；后3个广义坐标为描述系统动力学响应的输出量，记为向量q=［x4，x5，x6（x，t）］T。xi（i=1，2…6）是关于时间的函数，记其关于时间的一阶、二阶导数分别为yi（i=1，2…6）、zi（i=1，2…6）。

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    数值计算与动力学仿真4.1计算参数和仿真模型上节推导得到了系统的离散动力学方程，首先使用Maple数学软件截取柔性梁的前二阶模态进行数值计算，然后与使用ADAMS进行动力学仿真的结果进行了对比。云梯车的系统参数，如表1所示。建立的云梯车ADAMS简化仿真动力学模型，如图2所示。模型中塔帽、臂架为柔性体，其余都为刚性体。

    数值计算和动力学仿真,   针对云梯车三种典型的运动形式，初始条件为小车距回转中心60m，钢丝绳长度为20m。第一种形式臂架进行先匀加速后匀速最后再匀减速的变幅运动，加速时间为0.5s，匀速运动10s，减速时间为0.5s，匀速运动速度为0.9m/s。第二种形式，臂架同时进行变幅和起升运动，运动时间为10.5s，且都为先匀加速运动再匀速运动，变幅加速时间0.5s，匀速运动速度0.9m/s，起升加速时间2.57s，匀速运动速度1.333m/s。第三种形式臂架进行先匀加速后匀速最后再匀减速的回转运动，加速时间为13.67s，匀速运动时间为10s，减速运动3.6s，匀速运动角速度为3.78°/s。

    3.2仅变幅运动时结果对比仅变幅运动时的计算和仿真结果。分析可知重物X方向位移的变化主要由变幅运动和重物的摆动产生，计算机械设计与制造No.1Jan.201881和仿真的结果基本一致，8s以后的差异主要是由于重物平面内摆角的差异造成。臂架竖直平面内的横向弯曲振动引起了重物Z方向位移的变化，由计算和仿真得到的其变化的幅值和周期基本一致。与数值计算结果比较，仿真得到的重物平面内摆角有周期性微幅的震荡，且变化周期更长，这一差异主要是因为数值计算中并未考虑臂架的轴向振动。

    3.3同时变幅和起升运动时结果对比同时进行变幅和起升运动时的计算和仿真结果，图略。起升运动和臂架的横向弯曲振动引起重物Z方向位移的变化，变化的周期和臂架的振动周期一致。重物平面内摆角仍有微幅的震荡，且计算和仿真结果仍存在周期差异。另外，与第一种形式比较，起升运动引起了摆角幅值的增大和周期的缩短。

     3.4仅回转运动时结果对比仅回转运动时的计算和仿真结果。比较可知，计算和仿真得到的重物X方向和Y方向位移的变化趋势都几乎一致。Z方向位移的变化在初始阶段比较吻合，但随着时间的增加，计算的结果较仿真的结果其幅值变小而周期变长。另外，重物平面内的摆角和平面外的摆角的振动周期仍存在差异，且仿真得到的结果存在明显的周期性震荡，这种差异产生的主要原因仍然是由于计算过程中忽略了臂架的轴向振动和水平面内的横向弯曲振动。可知在回转减速运动阶段，重物平面外的摆角会迅速增大。

      4结论（1）建立的动力学模型可以完整地描述云梯车各种典型的运动过程，较准确地跟踪重物运动过程的位移响应。（2）数值计算结果表明模型可以近似地反映重物平面内和平面外的摆角响应，动力学仿真结果还表明臂架的轴向振动和水平面内的横向弯曲振动会引起摆角的周期性微幅震荡。（3）变幅运动和回转运动都会引起重物平面内的摆动。回转运动还会引起重物平面外的摆动，当回转快速制动时会引起摆角的迅速增大。同时进行变幅和起升运动时，起升运动会引起重物摆动幅值的增大和周期的缩短。的研究结果对研究云梯车的动力学响应和跟踪重物轨迹、研究重物的摆动规律具有重要的指导意义，同时对于研究大长细比臂架类工作机构的动力学响应也具有重要的参考价值。

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