Opis
Książka jest wnikliwym i bardzo przejrzystym opisem złożonych zagadnień modelowania dynamiki układów wieloczłonowych, podlegających dużym przemieszczeniom, z uwzględnieniem podatności oraz ruchów unoszenia bazy, na przykładzie urządzeń offshore.
Odbiorcy: inżynierowie, pracownicy naukowi, projektanci i budowniczowie nowoczesnych maszyn i urządzeń.
Książka ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowana, kserowana, powielana bądź rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczana ani rozpowszechniana w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
Spis treści
Przedmowa 11
1. Ruchy unoszenia bazy wieloczłonowych układów mechanicznych 15
1.1. Falowanie morza 15
1.2. Oddziaływanie falowania morza na jednostki pływające 19
1.3. Opis ruchu bazy urządzeń offshore 22
1.4. Przykłady innych urządzeń posadowionych na ruchomej bazie 24
2. Przekształcenia jednorodne i współrzędne złączowe w opisie geometrii układów wieloczłonowych 27
2.1. Wektor pozycji i macierz obrotu 28
2.2. Przekształcenie jednorodne 33
2.3. Notacja Denavita-Hartenberga i współrzędne złączowe 36
3. Równania ruchu układów o sztywnych członach 41
3.1. Energia kinetyczna członu 44
3.2. Energia potencjalna sił ciężkości członu 48
3.3. Siły uogólnione. Równania ruchu członu 48
3.4. Uogólnienie postępowania 50
4. Modelowanie członów podatnych 56
4.1. Metoda modalna 57
4.1.1. Energia kinetyczna 63
4.1.2. Energia potencjalna sił ciężkości i odkształcenia sprężystego 68
4.1.3. Siły uogólnione. Równania ruchu członu 70
4.2. Metoda sztywnych elementów skończonych - sformułowanie klasyczne 72
4.2.1. Współrzędne uogólnione, macierze transformacji 72
4.2.2. Energia kinetyczna członu podatnego 75
4.2.3. Energia potencjalna sił ciężkości i odkształcenia członu p 76
4.2.4. Siły uogólnione. Równania ruchu 80
4.3. Modyfikacja metody sztywnych elementów skończonych 82
4.3.1. Współrzędne uogólnione, macierze transformacji 83
4.3.2. Energia kinetyczna i operatory Lagrange'a 85
4.3.3. Energia odkształcenia sprężystego 86
4.3.4. Równania ruchu 87
5. Modelowanie elementów łączących. Równania więzów 89
5.1. Elementy łączące podatne 89
5.2. Równania więzów 93
6. Model żurawia wysięgnikowego 99
6.1. Podwozie żurawia podparte podatnie 99
6.1.1. Energia kinetyczna podwozia 102
6.1.2. Energia potencjalna podwozia 1 03
6.1.3. Funkcja dysypacji energii układu podporowego 105
6.2. Modelowanie ruchu bazy żurawia 106
6.3 Model nadwozia obrotowego i wysięgnika żurawia 108
6.3.1. Energia kinetyczna nadwozia obrotowego i sztywnej części wysięgnika 111
6.3.2. Energia kinetyczna odkształcalnej części wysięgnika 112
6.3.3. Energia potencjalna sił ciężkości i odkształcenia sprężystego części obrotowej 114
6.4. Siłownik zmiany wysięgu 116
6.4.1. Energia odkształcenia sprężystego siłownika oraz jej dysypacja 117
6.4.2. Energia potencjalna sił ciężkości siłownika 121
6.5. Modelowanie układu linowego 124
6.6. Ładunek i jego kontakt z podłożem 127
6.7. Wymuszenie ruchu obrotowego nadwozia i bębna wciągarki 129
6.8. Agregacja równań ruchu żurawia posadowionego na podporach 131
6.9. Uwzględnienie ruchomej bazy 132
6.10. Wyniki przykładowych analiz dynamicznych 134
7. Przykłady modelowania urządzeń offshore 142
7.1. Model żurawia typu A-rama 142
7.1.1. Model ramy 144
7.1.2. Ładunek i wciągarka 149
7.1.3. Odkształcenie liny nośnej 150
7 .1.4. Równania ruchu 151
7.1.5. Wyniki przykładowych symulacji numerycznych 152
7.2. Suwnica do transportu BOP 155
7.2.1. Model matematyczny 156
7.2.2. Przykłady symulacji numerycznych 167
7.3. Urządzenie do układania rur na dnie morza 172
7 .3.1. Założenia 173
7.3.2. Analiza quasi-statyczna 174
7.3.3. Analiza quasi-statyczna układu bęben - rura - napinacz 182
7.3.4. Model quasi-dynamiczny 183
7.3.5. Wyniki obliczeń numerycznych 184
8. Wybrane zagadnienia sterowania 186
8.1. Zadanie optymalizacji dynamicznej 186
8.2. Końcowe pozycjonowanie ładunku żurawia samojezdnego w ruchu obrotowym jego nadwozia - sterowanie w układzie otwartym 189
8.2.1. Uproszczony model żurawia samojezdnego 190
8.2.2. Sformułowanie zadania optymalizacji dla końcowego pozycjonowania ładunku 192
8.2.3. Wybrane wyniki symulacji numerycznych 194
8.3. Kompensacja pionowych ruchów ładunku A-ramy 195
8.4. Kompensacja pionowych ruchów bazy wysięgnikowego żurawia offshore 199
8.5. Pozycjonowanie ładunku żurawia w układzie zamkniętym 201
8.5.1. Układ regulacji programowej obrotu nadwozia żurawia 201
8.5.2. Kompensacja podatności układu nośnego 203
8.5.3. Kompensacja wpływu zmiany wybranych parametrów eksploatacyjnych na pozycjonowanie ładunku 205
Literatura 209
