[发明专利]一种多承载索货运索道耦合动力计算方法及系统

权利要求书

1.一种多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述方法包括：

基于所述货运索道设定计算参数；

根据所述计算参数，计算当前时间步承载索/牵引索的节点所受作用合力以及载荷所受转动合力矩；

基于所述计算参数及当前时间步承载索/牵引索的节点所受作用合力以及载荷所受转动合力矩，按照预先设置的时间增量步长增加时间步，计算承载索/牵引索节点的所受作用合力以及载荷所受转动合力矩，直至预设时间段结束。

2.如权利要求1所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述基于所述计算参数及当前时间步承载索/牵引索的节点所受作用合力以及载荷所受转动合力矩，按照预先设置的时间增量步长增加时间步，计算各时间步承载索/牵引索节点所受作用合力以及载荷所受转动合力矩，包括：

采用中心差分法，在当前时间步将所述计算参数和所受作用合力带入到预先建立的节点运动方程中，计算下一时间步承载索的节点位置向量，依据所述位置向量计算承载索节点所受作用合力；增加时间步，依次计算各时间步承载索节点位置向量和所受作用合力；

采用中心差分法，在当前时间步将所述计算参数和所受作用合力带入到所述节点运动方程中，计算下一时间步牵引索的节点位置向量，依据所述位置向量计算牵引索节点所受作用合力；增加时间步，依次计算各时间步牵引索节点位置向量和所受作用合力；

采用中心差分法，在当前时间步将所述计算参数和所受合力矩带入到预先建立载荷转动方程中，计算下一时间步载荷的偏转角，依据所述偏转角计算同一时间步载荷所受的合力矩；增加时间步，依次计算各时间步载荷所受的合力矩。

3.如权利要求2所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述计算参数包括：索道跨距、索道高差；

承载索弹性模量、承载索截面积、单元性质和节点质量、承载索节点初始位置向量；

牵引索弹性模量、牵引索截面积、单元性质和节点质量、牵引索节点初始位置向量；

载荷质量、载荷数量、载荷初始位置和初始偏转角。

4.如权利要求2所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述预先建立的节点运动方程如下式所示：

式中，m：节点的质量；第n个时间步节点的加速度；第n个时间步节点的速度；Fⁿ：承载索/牵引索的节点在第n个时间步的节点作用合力；ζ：阻尼因子。

5.如权利要求2所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，预先建立的载荷转动方程如下式所示：

式中，I_c：载荷的转动惯量；第n个时间步载荷的偏转角加速度；Wⁿ：第n个时间步载荷受到的合力矩；第n个时间步载荷偏转角速度；ζ：阻尼因子。

6.如权利要求2所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述节点为承载索节点时，在第n个时间步的承载索节点作用合力按下式进行计算：

式中，节点为承载索节点时，在第n个时间步的承载索节点作用合力；第r根承载索上承载索节点i受到的外部力；第r根承载索上承载索单元对承载索节点i的作用力；r：承载索的根数。

7.如权利要求6所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述第r根承载索上承载索节点i受到的外部力按下式进行计算：

式中，承载索节点i的质量；G：重力加速度向量。

8.如权利要求6所述的多承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述承载索单元包括常规承载索单元和滑移承载索单元；

所述常规承载索单元是单元内不存在载荷或支架接触点的承载索单元；所述滑移承载索单元是单元内存在载荷或支架接触点承载索单元。