陳萍
【摘要】為了避免出現(xiàn)起重機事故,需要仿真模擬起重機聯(lián)軸器斷裂事故,本文分析利用SolidWorks實現(xiàn)起重機建模,導入3DS Max制作仿真模擬動畫,全面再現(xiàn)起重機事故的實際發(fā)生過程,通過事故模擬仿真,分析起重機聯(lián)軸器斷裂事故的發(fā)生原因,為起重機安全使用奠定基礎。
關鍵詞:起重機;聯(lián)軸器;斷裂事故;模擬仿真
起重機聯(lián)軸器斷裂事故發(fā)生具有不確定性,發(fā)生事故之后,工作人員無法及時確定問題發(fā)生的原因,也很難掌握事故預防方法。利用計算機軟硬件技術模塊,可以模擬仿真已經(jīng)發(fā)生的起重機聯(lián)軸器斷裂事故,重現(xiàn)危險復雜的環(huán)境場景,提升起重機運行過程的穩(wěn)定性。
一、概述起重機聯(lián)軸器斷裂事故
(一)描述起重機聯(lián)軸器斷裂事故
某門式起重機負責起重運輸鐵路箱梁,在施工現(xiàn)場布置兩臺起重機,兩臺起重機負責抬運500t的箱梁,起重機運行過程中,其中一臺起重機起升機構失去穩(wěn)定性,因為缺乏約束,巨型箱梁下墜速度非常快,最終墜落到地面。出現(xiàn)這次事故是因為起重機制動輪的聯(lián)軸器出現(xiàn)斷裂問題,本文主要針對這次事故落實仿真模擬工作?!?】
(二)簡介門式起重機的結構
門式起重機主要負責裝卸物料,這類起重機主要包括起升機構和運行機構以及電氣部分等結構。起升機構包括制動器和傳動軸以及聯(lián)軸器等構件。起升結構通過聯(lián)系起升電動機和聯(lián)軸器,利用減速器軸驅動卷轉運行,連接卷軸鋼絲繩帶動裝置運行。
二、建模起重機實體
(一)起重機建模
工作人員可以利用SolidWorks軟件建立各個零件模型,根據(jù)起重機實際工作的約束條件裝配各個零件。
起重機上部整機裝配體模型
(二)起重機成組
利用SolidWorks可以建立三維模型,但是3DS Max可以更加方便的制作模擬仿真動畫,而兩個軟件格式存在兼容問題。利用WRL文件可以保存裝配體為一個文件,無需單獨保存裝配體各個零件模型,利用3DS Max可以代開裝配體形式,可以另存裝配好的SolidWorks為.wrl格式,可以向3DS Max中導入文件?!?】
在3DS Max中將模型打開,各個零件的約束關系因此發(fā)生變化,如果工作人員移動零部件模型,零件相對位置會因此被破壞。利用3DS Max成組命令,成組處理相對位置不變的模型,形成一個統(tǒng)一的整體,直接配合一些零部件模型,提高管理工作的便利性。向3DS Max中導入SolidWorks模型,如果無法成組,主要是因為導入零部件之間的鏈接關系。工作人員需要選中所有的零件模型,點擊取消鏈接按鈕,這樣既可隨意移動并且成組各個零部件模型,為了方面制作后期動畫,可以劃分起重機為吊鉤組和橋架組以及卷筒組等部分。
三、制作起重機聯(lián)軸器斷裂事故仿真動畫
(一)添加模型鏈接關系
制作起重機聯(lián)軸器斷裂事故動畫,工作人員需要添加零件對象的鏈接關系,改變零件空間狀態(tài),隨之也會改變有關零件的鏈接關系。在事故模擬過程中,需要針對傳動機構的聯(lián)軸器和齒輪以及鋼絲繩等部分,添加鏈接關系。建立鏈接關之后,模型零部件之間會產(chǎn)生相互影響,為后續(xù)動作制作提供便利。
(二)添加模型貼畫
向3DS Max中導入模型,為了將物體紋理效果表現(xiàn)出來,需要發(fā)揮貼圖功能,在模型外表面覆蓋圖片顏色,利用3DS Max提供的貼圖,將物體表面的紋理和透明等效果靈活的表現(xiàn)出來,保障三維模型的逼真度。起重機顏色為金屬橙黃色,鋼絲繩呈現(xiàn)銀灰色,利用材質編輯器設置明暗器參數(shù)和基本參數(shù)等。
(三)制作關鍵幀動畫
模擬起重機聯(lián)軸器斷裂事故,可以利用3DS Max關鍵幀動畫功能,保障仿真效果。在時間軸上定義關鍵時間點,實時記錄模型的空間變化。關鍵幀動畫中,工作人員可以利用自動關鍵幀和手動關鍵幀兩種方式,利用自動關鍵幀方式更加方便,但是在操作過程中可能會出現(xiàn)廢幀問題,導致動畫混亂。利用你手動關鍵幀操作方式,更加穩(wěn)定可靠。制作起重機聯(lián)軸器斷裂事故動畫,需要利用100幀完成動畫制作,從0幀到50幀,顯示起重機下降吊鉤和上升起吊,從50幀到80幀,起吊機處于上升起吊的狀態(tài)。在77幀階段,聯(lián)軸器連接螺栓發(fā)生斷裂,在80幀到100幀階段,其中O記快速下針吊鉤重物?!?】
(四)設置攝像機
通過設置攝像機可以直觀的展示動畫,為了更好的突出動畫重點,需要設置攝像機。模擬起重機聯(lián)軸器斷裂事故,工作人員需要觀察起重機聯(lián)軸器部分,因此需要在聯(lián)軸器附近設置攝像機,將其運動過程中顯示出來。攝像機主要包括自有攝像機和目標攝像機兩種類型,在起重機聯(lián)軸器斷裂事故動畫模擬過程中,工作人員可以利用自有攝像機將事故整個發(fā)生過程全面記錄下來。
(五)動畫渲染
完成上述工作之后,需要渲染輸出動畫,工作人員利用“渲染設置”,選擇活動時間段,在渲染設置過程中,需要調節(jié)動畫分辨率,同時需要選擇文件保存格式,點擊渲染按鈕,完成渲染工作之后,代表已經(jīng)完成了起重機聯(lián)軸器斷裂事故仿真動畫制作工作。
結束語:
綜上所述,利用起重機聯(lián)軸器斷裂事故仿真模擬,可以幫助工作人員全面了解起重機聯(lián)軸器斷裂的故障,提出針對性的處理措施,保障起重機運行的穩(wěn)定性。
參考文獻:
[1]姚峰林,石國善,孟文俊,白艷強,崔耀東.基于整體穩(wěn)定性的全地面起重機偏心調整架與超起裝置的相互關系[J].中國工程機械學報,2020,18(02):107-112.
[2]張煥梅,楊瑞剛.基于響應面法的起重機結構可靠性靈敏度分析[J].中國工程機械學報,2020,18(02):131-136.
[3]范立富,牛作證,田鵬,張穎.一種塔式起重機起升鋼絲繩托繩裝置的設計及應用[J].中北大學學報(自然科學版),2020,41(02):124-128.