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38450字硕士毕业论文讨论如何利用计算机选择起重机类型,并讨论吊装过程的规划方法。

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38450字
论点:吊装,起重机,双机
论文概述:

计算机辅助吊装方案设计的研究已经有近三十年的历程了,国内外众多学者在起重机选型、吊装仿真和吊装动作规划方面取得了丰硕的成果。通过对比实际工程需求和现有研究成果。

论文正文:

介绍

1.1[提出的问题/br/]众所周知,大型吊装需要详细的吊装方案来指导现场施工。随着以计算机辅助设计为代表的设计自动化技术的改进和广泛应用,吊装方案设计的效率和水平都有了很大的提高。然而,近年来,吊装发展非常迅速,被吊装物体的体积和重量越来越大,吊装环境越来越复杂。另外,两台起重机(简称双吊)甚至多台起重机(简称多吊)的吊装越来越普遍,传统的吊装方案设计方法越来越难以适应起重机吊装的发展。因此,基于全新的现代吊装方案设计理论和方法的计算机辅助吊装方案设计技术应运而生。其中,起重机选型和吊装工艺规划是CALP广告技术的核心内容,逐渐成为计算机辅助设计技术领域的研究热点之一。

1.1.1提升方案设计
提升方案设计是提升生命周期中的核心环节。为了避免高空作业,提高施工的安全性和效率,整个悬挂物,包括其所有附件,尽可能在地面预制,因此悬挂物通常体积大、质量重、形状复杂。例如,在2006年6月中国神华集团煤直接液化项目的吊装过程中,其中一个反应器的外径为5.5米,长度为57.8米,重量为2050吨,价值超过1亿元。面对如此巨大的物体,需要一台千吨的起重机来完成吊装。对于这样的起重机,它的价值也超过1亿元。作为一种稀缺资源,其租金和运输成本自然不会便宜。因此,它是:4。此外,在吊装重量大、环境复杂的情况下,吊装过程中极易发生超载或干扰,可能导致无法完成吊装,延误工期,造成巨大的经济损失,甚至可能造成机器损坏和死亡的严重吊装事故。因此,无论从安全还是经济的角度来看,都希望吊装能够一次成功完成,这就需要在实际吊装之前设计详细的吊装方案,以确保吊装过程中没有错误。据统计,吊装方案设计所需的工作时间占总吊装工作量的60%~80%。因此,吊装方案的设计是吊装生命周期中最重要、最耗时的环节之一,是吊装实施的前提,对整个吊装安全起着决定性的作用。吊装方案的设计是编制指导现场吊装施工的说明,这是整个吊装周期的早期阶段,内涵非常广泛,如图1.1所示。从所涵盖的内容来看,吊装方案设计包括吊索选择、吊车选型、车站设计、吊车吊装工艺规划、地基处理方案设计、施工方案制定、人力资源规划、应急预案等。此外,还包括吊装方案设计各环节的协调和管理设计。上述每个环节都有大量的计算工作。
从设计内容的性质来看,吊装方案设计可分为以下两类设计内容:吊装工艺设计和吊装组织管理设计。吊装组织管理设计是指整个吊装过程中涉及的人力、物力、时间和应急预案的规划。上述施工方案制定、人力资源规划和应急预案均属于起重组织管理设计范畴。在吊装工艺设计完成后,通过与所有相关方的沟通,可以轻松完成这种设计。吊装工艺设计是指根据待吊装物品、吊装环境等物品的输入信息,确定选择哪台起重机、选择哪种吊索以及如何使用所选设备逐步完成整个吊装。上述起重机选型、吊索选型、站场设计、起重机吊装工艺规划和地基处理方案设计属于吊装工艺设计范畴。吊装工艺设计是吊装组织管理设计的基础和前提。它是吊装方案设计的核心部分,贯穿整个吊装方案设计。根据吊装方案的设计过程,一般先选择吊索,最后设计应急预案。具体流程见图1.1。

2移动式起重机多约束选择算法

起重机选型是吊装方案设计的核心内容,也是吊装动作规划和吊装模拟的基础和前提。本章提出了一种多约束移动起重机选择算法,用于快速选择伸缩臂起重机或满足起重要求的臂起重机的运行条件。

2.1简介
起重机选型是起重工程生命周期中的核心环节。对于某一吊装项目,有必要选择一台满足特定工况要求的合适起重机来完成给定的吊装任务。合理、快速、准确地选择起重机无疑可以大大提高作业效率,缩短工期,从而创造更多效益。相反,如果选用的起重机不合适,不仅会增加成本,还可能埋下安全隐患。在实际工程中,设计人员通过人工查阅起重性能表、计算起重高度、工作半径、计算被吊物与吊臂之间的距离等来确定可行的起重机。通过反复比较验证可行的起重机工况,最终选择出最佳的起重机。这种方法单调乏味,费时费力。为了帮助设计者快速选择合适的起重机,学者们对起重机的选择做了大量的研究。其中一些研究了基于统计或机器学习的起重机选择,而另一些研究了使用三维图形和模拟技术的起重机选择。一些学者也研究了起重机的选择和定位。上述起重机选型方法的研究是基于起重性能表的计算,考虑了起重机性能、最大起重高度以及起重机与环境的间距等约束条件。利用现有方法选择起重机类型在一定程度上减轻了设计人员的工作量。然而,在现有的方法中,待吊物体与吊臂之间距离的计算比较复杂,大多数方法都没有考虑接地比压因素,接地比压因素对起重机选型也有极其重要的影响,这与实际选型有很大的不同,会带来很大的偏差。另外,现有的研究多集中在伸缩臂起重机和单臂塔式起重机上,而对广泛使用的分析臂起重机的选型研究较少,这使得现有的方法和相应的系统在工程应用中存在局限性。因此,针对以上问题,本章提出了一种多约束移动起重机选择算法,可用于伸缩臂起重机的选择和臂起重机的分析。首先,建立了移动式起重机选型的多约束数学模型,设计了综合考虑提升性能、被提升物体与吊臂之间的距离以及接地比压约束的起重机选型算法框架。以分析各种复杂吊臂组合形式的吊臂起重机为例,详细阐述了算法框架中各约束的处理过程。

基于先验信息的
3 RRT连接算法……31
3.1导言.........31
3.2 RRT-连接算法介绍和分析.........32
3.3生成树扩展策略改进.........34
3.4随机抽样策略改进.........37
3.5本书摘要.........46
4中型机吊装动作规划算法.........47
4.1导言.........47
4.2中型机吊装动作规划数学模型.........48
4.3中机提升动作规划算法的设计.........48
4.4模拟实验.........55
4.5结果讨论.........58
4.6本卷摘要.........60
5基于空之间几何约束的双机系统....61
5.1导言.........61
5.2双机系统模型及其提升状态表示.........62
5.3双机协同提升仿真工艺设计.........64
5.4双机系统.........65
基于空 5.5双计算机系统基本动作集的构造之间的几何约束.........广西北海炼油厂场外改造工程
5.6丙烯塔.........73
5.7本章摘要.........76

结论

起重机选型、吊装动作规划和吊装仿真是计算机辅助吊装方案设计的关键技术。为了解决工程实践中的关键问题,本文系统地研究了多种约束条件下起重机的智能选择、考虑行走的单机提升动作规划、双机提升仿真,并在此基础上开发了计算机辅助提升方案设计系统。本文的主要研究成果总结如下:在起重机智能选型方面,分析了移动起重机选型的相关因素,构建了多约束选型数学模型。在此基础上,给出了起重机选型算法的总体框架,并以具有多种复杂吊臂组合形式的履带式起重机为例,说明了算法框架中提升性能、吊物与吊臂距离以及地面特定压力约束的计算方法。该选择算法可以快速选择满足吊装要求的起重机运行条件,并通过人机交互选择更好的运行条件。在单机提升动作规划方面,首先基于RRT-连接算法设计了基于回归分析的可变多步展开策略和基于采样池和未探测区域的随机点选择策略,并提出了一种新的能有效生成更好路径的规划算法RRT-连接++。然后,对已知吊装配置和定位配置的履带起重机吊装动作规划问题进行了建模,给出了吊装系统配置空之间的定义、两个位置之间的距离测量和履带起重机不完全运动约束的表达式,并提出了一种基于RRT-康梅特++的考虑行走的单起重机吊装动作规划方法。最后,通过三个仿真实验验证了该方法的有效性和性能。结果表明,该方法能有效地找到一个可行的无过载、无碰撞的动作序列,满足履带起重机在各种复杂起重环境下行走的不完全运动学约束。在双机吊装仿真方面,首先,针对典型吊装条件下的双机吊装仿真问题,从双机系统和宏的角度揭示了双机协作的内在规律,给出了一种基于空之间几何约束的双机协作吊装仿真方法,并通过实例验证了该仿真方法能够方便地模拟典型条件下的双机吊装过程。然后,针对基于空的几何约束方法无法模拟某些特殊的双机提升过程的问题,从静力学角度研究了双机提升中提升系统部件的运动学规律,利用最小势能原理将提升系统部件的运动学抽象为约束数学优化问题,提出了一种基于正运动学的双机提升仿真方法,并通过实例验证了该方法的有效性和有效性。

参考
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