特大型水利工程施工機械虛擬樣機建模及優(yōu)化配置研究.pdf

1、隨著我國水利水電工程建設的快速發(fā)展,已建和在建的特大型水利工程的比重不斷增加。特大型水利工程具有施工工程量大、技術難度高、施工工期長、施工高峰期施工機械利用強度大、施工干擾大、影響因素眾多、施工質量和施工安全要求高等施工特征。為了保證工程施工質量,確保施工進度,就必須采用特大型、高效、安全可靠的施工機械,以提高特大型水利工程施工的綜合機械化水平。然而,特大型施工機械一般都是新型機械,在國內外工程中應用的實例都較少,且在設計和制造上還可能

2、存在一定的缺陷,具有一定的脆弱性。因此,研究在特大型水利工程巨大的工程量和復雜工況條件下,如何確保施工機械的安全和高效運行,對優(yōu)化施工進度、提高施工機械利用率以及控制施工質量和成本都具有十分重要的理論研究意義和工程應用價值。
　　本文結合“十一五”國家科技支撐計劃專題(專題編號:2008BAB29B0502)的研究任務,首先以TC2400型塔帶機為研究對象,運用CATIA軟件建立了其三維可視化虛擬樣機仿真模型,并利用CATIA的D

3、MU技術對塔帶機虛擬樣機進行了空間分析、干涉檢驗和虛擬運動仿真,獲取其仿真參數(shù),對塔帶機的實際運行工況具有良好的指導意義。其次,以有限元理論為基礎,運用ANSYS有限元軟件對 TC2400型塔帶機起重臂進行了不同工況下的靜剛度校核分析,并進行了臂架的模態(tài)分析和諧響應分析,為施工過程中進行機械安全控制提供了參考依據(jù)。最后,對特大型水利工程施工過程進行了系統(tǒng)分析,建立了離散型施工機械和連續(xù)性施工機械的優(yōu)化配置數(shù)學模型;結合高混凝土壩施工系統(tǒng)

4、,運用排隊論理論,將其抽象為一個復雜、多級隨機有限源服務系統(tǒng),以纜機、門機和自卸汽車等離散型施工機械為研究對象,建立了施工機械優(yōu)化配置的賦時Petri網(wǎng)仿真模型,運用面向對象的思想進行了仿真分析。
　　總之,本文利用有限元理論、虛擬仿真技術和Petri網(wǎng)建模仿真方法,以TC2400型塔帶機、纜機和門機等大型施工機械為研究對象,對特大型水利工程施工機械的安全、高效運行問題進行了研究。研究成果對特大型水利工程施工具有重要的指導意義,并