基于虚拟样机技术的平行折线绳槽卷筒智能设计.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
基于虚拟样机技术的平行折线绳槽卷筒智能设计
姓名:王紫超
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:徐长生
20050501
摘要本文所研究的课题是根据传统螺旋绳槽卷筒不能满足大扬程、大起重量的起重机卷筒多层卷绕的实际需要,且多层卷绕卷筒产品的设计、开发周期长而提出现状的基础上,论文深入探讨了平行折线卷筒的结构特点及其设计计算,应用了神经网络简化了平行折线绳槽卷筒的设计计算量,实现了智能设计的目的,并利用了虚拟样机设计技术对卷筒的结构和动作进行了较为深入的仿真研究。首先根据平行折线绳槽卷筒对普通螺旋绳稽卷筒的优缺点,研究设计了平行折线绳槽卷简的一般结构。并根据大吨位、高扬程的起重机起升技术性能参数,研究出对应系列的平行折线绳槽卷筒的结构参数的计算公式,然后编制了平行折了探讨与分析,并且论述了在环境下样本数据的预处理方法、神经网络各项结构参数的确定方法和基本原则,最后确定出最佳的神经网络结构参数。首先用设计好了的训练样本对改进的神经网络进行训练,优化选择网络结构,然后利用检验样本对该网络结构进行检验,最终检验结果表明该网络结构达到了标准化,分析了虚拟样机的一般开发过程,并研究了模型在虚拟样机协同设计过程中的作用及其实现。以此为基础,本文第掳研槟庋际跤τ玫狡叫折线绳槽卷筒的设计上,结合疎砑貌问杓频姆椒ǎ跃筒进行了三维建模,建立了平行折线绳槽卷筒的零部件库。最后论文研究了肪诚碌木咛逵τ茫⑼瓿闪似叫姓巯呱劬硗部山的。在全面地了解国内外卷筒应用发展现状,掌握基于神经网络的智能设计发展线绳槽卷筒钢丝绳偏角的计算可视化程序,并以此得到了作用于神经网络的所必需的训费竞图煅檠尽其次,本文重点分析了神经网络理论,对改进的神经网络算法进行接着,本文具体介绍了虚拟样机技术概念,探讨了虚拟样机的技术难点及其互式的动画仿真。关键字:平行折线卷筒神经网络智能设计虚拟样机智能化设计要求。语言在武汉理工大学硕士学位论文
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茎堡堡三查堂堡主堂垡丝苎一一第绪论论文研究的目的与意义进入世纪以来,我国经济增长的强劲势头促进了基础建设的飞跃式发展,大型港口、大型水电站以及跨江、跨海大桥的建设需求不断增加。这拉动的大型起重机的需求。而卷筒是起重机钢丝绳卷绕系统中关键的典型零部件,在设计这些大吨位、高扬程的大型起重机的起升机构时,发现传统的螺旋型卷筒已不满足需要了。原因是大的起升高度和大的起升重量决定了卷绕于起升卷筒上的绳索缠绕量很大,在采用传统的螺旋型卷筒多层卷绕时,缠绕过程中会增加排绳装置。因此,适合多层卷绕的卷筒结构型式的研究成为近年来国内外超重机行业竞相研究和开发的课题。在中小吨位、低扬程起重机的起升机构中用得最多的仍然是螺旋绳槽缠绕方式,其优点是单层缠绕时钢丝绳可以沿螺旋槽平滑地缠绕,其最大缺点是当重影响钢丝绳的使用寿命。另外,钢丝绳与卷筒之间的偏角越大,乱绳现象越所以必须采用一种新型结构的卷筒来满足多层卷绕的需要,而平行折线绳槽卷筒是现在国内外研究并使用的最多的一种新型结构的卷筒,这种卷筒的表面有绳槽,但绳槽的走向不同于普通螺旋绳槽卷筒。平行折线绳槽卷筒分单折线绳槽卷筒和双折线绳槽卷筒,本文主要讨论后者。在双折线绳槽卷简的每一周长范围内,有两段直线段和两段斜线段。在卷筒表面绳槽的一个节距长度内,钢丝绳走向为直线段~斜线段~直线段~斜线段~第二个节距的直线段,其中大约%~%的绳槽为直线段,其余为斜线段。钢丝绳在进行多层卷绕时,通过斜线绳槽来固定上层钢丝绳与下层钢丝绳交叉过渡的位置。在绳槽直线段,上层钢丝绳完全落入下层钢丝绳两相邻的绳圈形成的绳槽内,使上下层钢丝绳之间的接触改善,提高了钢丝绳的使用寿命。再配合卷筒两端带有返回凸缘的了在这些基础建设中不可缺少的大吨位⒏哐锍玪产生乱绳现象,而且绳索之间磨损严重,降低了钢丝绳的使用寿命,并还需要需要多层缠绕时,上下层钢丝绳的卷绕旋向相反,上层钢丝绳不能很好地落入下层钢丝绳形成的螺旋槽内,乱绳现象比较严重,而且绳间摩擦造成的磨损严严重。
重量减轻等特点。制造存在一定的难度,与相比,在设计开发方面还有一定的差距,有一个设想,如果能够把平行折线绳槽卷筒进行标准化和系列化,这将会带来到平行折线卷筒的设计中,将会大大减少工作量,并能显著提高设计的质量。本文第潞偷章即是研究平行折线绳槽卷筒设计中神经网络的应用方法,目前,基于神经网络的智能设计技术已引起了人们的普遍关注,在国内外有许多政府部门、公司、和研究所正在致力于这方面的研究。从总的方面来看,基于神经网络的智能设计己经取得了一定的成就,并有一些成功的应用。但作有许多问题急待解决,其发展还将依