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船用折臂起重机在波浪载荷下的动力学分析

2021-07-13吴道兴周超杰

兵器装备工程学报 2021年6期

吴道兴,洪 亮,周超杰,邹 强

(1.南京理工大学 能源与动力工程学院, 南京 210094; 2.中国人民解放军海军工程大学 兵器工程学院, 武汉 430033)

船用起重机广泛应用于海上吊装作业,如舰船补给、风车安装和货物转运等。船用起重机与陆地上所用的起重机有很大的不同,陆用起重机底座一般是固定不动的,只有臂架进行旋转和变幅;而船用起重机底座固定在甲板上,会跟船一起随着海浪的激励产生6自由度的摇荡运动,这些运动又将会与起重机自身的变幅回转和起升下放运动耦合,直接导致负载发生变化,如果耦合运动控制不当,极有可能造成严重的事故,这种复杂的工况对起重机的结构和力学性能提出了更高的要求。因此,对船用折臂起重机在波浪响应下的动力学研究具有非常重要的意义。近年以来,船载起重机相关方面研究正在发展。

国外,美国的ZIYAD N.MASOUD和NADER A.NAYFEH[1],针对船体因波浪而引起悬挂有效载荷的大幅度摆动问题,引入了一种基于钢丝绳角度延时反馈的非线性控制系统,将该系统的控制算法透明地叠加到起重机操作员的输入上,通过起重机上安装的传感器和电子设备来执行控制算法,利用悬臂的俯仰自由度、回转自由度和伸缩自由度来控制悬臂变幅平面内外的货物悬垂摆动。韩国的Q.H.Ngo和K-S.Hong[2]提出了一种基于非线性集装箱起重机模型的自适应SMC算法,抑制起重机的晃动来实现起重机小车的快速行驶和最小抖振。挪威的Hatledal和Filippo[3]构建了……

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