钢丝绳高速回撤的动力学建模与仿真
作者:欧阳斌; 梁勇; 丁智深; 刘勇
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高速抽出时,右手捻钢丝绳会向右偏移。钢丝绳在抽出结束时会剧烈摆动,存在缠绕滑轮和损坏周边设备的安全隐患。为了评估钢丝绳在回收过程中的风险,指导回收轨迹规划算法的设计,建立了基于多体动力学的钢丝绳回收过程运动仿真模型。首先,根据质量-弹簧-阻尼模型,推导了钢丝绳的张力。然后,假设钢丝绳的摩擦系数具有各向异性特性,建立各向异性摩擦力学模型,分析右捻钢丝绳的右偏现象。再次,将钢丝绳等效为柔性梁,根据扭转钢丝绳的抗弯刚度模型推导了钢丝绳的弯矩。最后,所有的物理特征都集中在节点上,通过牛顿第二定律和运动学方程得到每个节点的运动轨迹。在建立钢丝绳拉回运动仿真模型的基础上,分别对右手正捻钢丝绳和右手交互捻钢丝绳在两种不同速度轨迹方案下的拉回过程进行了仿真分析。分析结果与实验现象一致,初步验证了模型的正确性。