CN109376477A - 一种塔吊防倾覆的仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塔吊防倾覆的仿真方法，它包括以下步骤：S1，获取塔吊相关数据和倾覆力矩；S2，建立塔吊三维仿真模型；S3，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中；S4，获得吊钩的水平位移和运行时间；S5，计算塔吊承受的力矩；S6，塔吊防倾覆计算。本发明可模拟仿真塔吊的运动，避免塔吊超负荷运行导致塔吊倾覆的问题，解决现场采集塔吊运动数据的困难。

Description

一种塔吊防倾覆的仿真方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体地说是一种塔吊防倾覆的仿真方法。
背景技术
塔吊是建筑行业中最常用的一种起重设备，具有工作空间大、起吊高度高、工作幅度大等优点。
塔吊属于高空作业，塔吊起重重量大、重心不稳定，吊装货物超载或移动距离过大易造成塔吊倾覆，塔吊的过载倾覆是目前塔吊存在的主要问题之一，塔吊施工作业环境复杂恶劣，现场数据采集较为困难。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种塔吊防倾覆的仿真方法，可模拟仿真塔吊的运动，避免塔吊超负荷运行导致塔吊倾覆的问题，解决现场采集塔吊运动数据的困难。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
本发明实施例提供的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述塔吊的结构主要包括基础承台、过渡节和底座、塔身、爬升架、回转塔身及塔顶、回转机构、司机室、平衡臂、起重臂、载重小车、吊钩、液压站和液压缸，其特征是，所述方法包括以下步骤：
S1，获取塔吊相关数据和倾覆力矩；
S2，建立塔吊三维仿真模型；
S3，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中；
S4，获得吊钩的水平位移和运行时间；
S5，计算塔吊承受的力矩；
S6，塔吊防倾覆计算。
作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤S1中，所述塔吊相关数据和倾覆力矩包括：塔吊的结构数据、物料的重量G、回转机构的转速n、载重小车的移动速度v、塔吊倾覆力矩M。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S2的具体过程为：利用solidworks软件建立塔吊三维仿真模型。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S3的具体过程为：通过solidworks软件将建立的塔吊三维仿真模型另存为.x_t格式，文件名称不得含有中文字符，然后打开ADAMS软件，选择新建模型，选择文件-导入模型-选择导入模型格式为.x_t。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S4的具体过程为：对导入模型的各个零部件进行重命名，对零件材料进行设置，将基础承台与地面设置为固定副，底座与基础承台之间设置为固定副，塔身与底座之间设置为固定副，过渡节与底座之间设置为移动副，爬升架与塔身之间设置为移动副，回转机构与塔身之间设置为固定副，回转机构与回转塔身之间设置为旋转副，回转塔身与塔顶之间设置为固定副，司机室与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与回转塔身之间设置为固定副，起重臂与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与起重臂之间设置为固定副，载重小车与吊钩之间设置为固定副，载重小车与起重臂之间设置为移动副，在回转机构与回转塔身之间设置的旋转副上添加旋转驱动，转速为n，在载重小车与起重臂之间设置的移动副上添加平移驱动，移动速度为v，点击仿真按钮，得到吊钩的水平位移和运行时间。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S5的具体过程为：通过式(1)所示的塔吊承受力矩计算公式计算得到塔吊承受的力矩M1；
M1＝G×s (1)
式中，M1为塔吊承受的力矩，G为物料的重量，s为吊钩的水平位移。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S6的具体过程为：当塔吊承受的力矩M1满足防倾覆力矩计算公式时，吊钩的水平位移可以增加，当塔吊承受的力矩M1不满足防倾覆力矩计算公式时，吊钩的水平位移不能再继续增加。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述防倾覆力矩计算公式为：
M1＜M (2)
式中，M1为塔吊承受的力矩，M为塔吊倾覆力矩。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：
本发明实施例技术方案的一种塔吊防倾覆的仿真方法，通过获取塔吊相关数据和倾覆力矩，建立塔吊三维仿真模型，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中，获得吊钩的水平位移和运行时间，计算塔吊承受的力矩，塔吊防倾覆计算。本发明可模拟仿真塔吊的运动，避免塔吊超负荷运行导致塔吊倾覆的问题，解决现场采集塔吊运动数据的困难。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种塔吊防倾覆的仿真方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的吊钩的水平位移图；
图2中符号表示：横坐标、时间，纵坐标、吊钩的水平位移。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
本发明提供了一种塔吊防倾覆的仿真方法，如图1所示，它包括以下步骤：S1，获取塔吊相关数据和倾覆力矩；S2，建立塔吊三维仿真模型；S3，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中；S4，获得吊钩的水平位移和运行时间；S5，计算塔吊承受的力矩；S6，塔吊防倾覆计算。
本发明实施例提供的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其具体实现过程包括以下步骤：
步骤1：获取塔吊相关数据和倾覆力矩：物料的重量G、回转机构的转速n、载重小车的移动速度v、塔吊倾覆力矩M，如表1所示。
表1
步骤2：利用solidworks软件建立塔吊三维仿真模型。
步骤3：通过solidworks软件将建立的塔吊三维仿真模型另存为td.x_t格式，然后打开ADAMS软件，选择新建模型，选择文件-导入模型-选择导入模型td.x_t。
步骤4：对导入模型的各个零部件进行重命名，对零件材料进行设置，将基础承台与地面设置为固定副，底座与基础承台之间设置为固定副，塔身与底座之间设置为固定副，过渡节与底座之间设置为移动副，爬升架与塔身之间设置为移动副，回转机构与塔身之间设置为固定副，回转机构与回转塔身之间设置为旋转副，回转塔身与塔顶之间设置为固定副，司机室与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与回转塔身之间设置为固定副，起重臂与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与起重臂之间设置为固定副，载重小车与吊钩之间设置为固定副，载重小车与起重臂之间设置为移动副，在回转机构与回转塔身之间设置的旋转副上添加旋转驱动，转速为30°/s，在载重小车与起重臂之间设置的移动副上添加平移驱动，移动速度为1m/s，点击仿真按钮，设置仿真时间为5s，步长为0.01，得到吊钩的水平位移s和运行时间t，如图2所示，图2中符号表示：横坐标、时间，纵坐标、吊钩的水平位移。
步骤5：使用步骤1中的物料的重量G，步骤4中仿真得到的吊钩的水平位移s，通过式(3)所示的塔吊承受力矩计算公式计算得到塔吊承受的力矩M1，
M1＝G×s (3)
式中，M1为塔吊承受的力矩，G为物料的重量，s为吊钩的水平位移。
步骤6：在本实施例中，当吊钩的水平位移达到5m和运行时间5s时，塔吊承受的力矩M1不满足防倾覆力矩计算公式(4)，吊钩的水平位移不能再继续增加。
M1＜M (4)
式中，M1为塔吊承受的力矩，M为塔吊倾覆力矩。
本发明通过获取塔吊相关数据和倾覆力矩，建立塔吊三维仿真模型，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中，获得吊钩的水平位移和运行时间，计算塔吊承受的力矩，塔吊防倾覆计算。本发明可模拟仿真塔吊的运动，避免塔吊超负荷运行导致塔吊倾覆的问题，解决现场采集塔吊运动数据的困难，其实施的有益效果也是显而易见的。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种塔吊防倾覆的仿真方法，所述塔吊的结构主要包括基础承台、过渡节和底座、塔身、爬升架、回转塔身及塔顶、回转机构、司机室、平衡臂、起重臂、载重小车、吊钩，其特征是，所述方法包括以下步骤：
S1，获取塔吊相关数据和倾覆力矩；
S2，建立塔吊三维仿真模型；
S3，将塔吊三维模型导入到ADAMS软件中；
S4，获得吊钩的水平位移和运行时间；
S5，计算塔吊承受的力矩；
S6，塔吊防倾覆计算。
2.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，在步骤S1中，所述塔吊相关数据和倾覆力矩包括：塔吊的结构数据、物料的重量G、回转机构的转速n、载重小车的移动速度v、塔吊倾覆力矩M。
3.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述步骤S2的具体过程为：利用solidworks软件建立塔吊三维仿真模型。
4.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述步骤S3的具体过程为：通过solidworks软件将建立的塔吊三维仿真模型另存为.x_t格式，文件名称不得含有中文字符，然后打开ADAMS软件，选择新建模型，选择文件-导入模型-选择导入模型格式为.x_t。
5.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述步骤S4的具体过程为：对导入模型的各个零部件进行重命名，对零件材料进行设置，将基础承台与地面设置为固定副，底座与基础承台之间设置为固定副，塔身与底座之间设置为固定副，过渡节与底座之间设置为移动副，爬升架与塔身之间设置为移动副，回转机构与塔身之间设置为固定副，回转机构与回转塔身之间设置为旋转副，回转塔身与塔顶之间设置为固定副，司机室与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与回转塔身之间设置为固定副，起重臂与回转塔身之间设置为固定副，平衡臂与起重臂之间设置为固定副，载重小车与吊钩之间设置为固定副，载重小车与起重臂之间设置为移动副，在回转机构与回转塔身之间设置的旋转副上添加旋转驱动，转速为n，在载重小车与起重臂之间设置的移动副上添加平移驱动，移动速度为v，点击仿真按钮，得到吊钩的水平位移和运行时间。
6.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述步骤S5的具体过程为：通过式(1)所示的塔吊承受力矩计算公式计算得到塔吊承受的力矩M1；
M1＝G×s (1)
式中，M1为塔吊承受的力矩，G为物料的重量，s为吊钩的水平位移。
7.如权利要求1所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，所述步骤S6的具体过程为：当塔吊承受的力矩M1满足防倾覆力矩计算公式时，吊钩的水平位移可以增加，当塔吊承受的力矩M1不满足防倾覆力矩计算公式时，吊钩的水平位移不能再继续增加。
8.如权利要求7所述的一种塔吊防倾覆的仿真方法，其特征是，
所述防倾覆力矩计算公式为：
M1＜M (2)
式中，M1为塔吊承受的力矩，M为塔吊倾覆力矩。
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