[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

说明书

一种多承载索货运索道耦合动力计算方法，包括：基于所述货运索道设定计算参数；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，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程和载荷转动方程，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。本发明提供的技术方案能够准确、高效地获得货运索道承载索与牵引索在工作过程中受力的变化和载荷的偏转角度，为货运索道的设计及选型提供更加准确的计算依据。

技术领域

本发明涉及多承载索货运索道结构设计中的数值计算方法，具体涉及一种多承载索货运索道耦合动力计算方法及系统。

背景技术

输电线路货运索道具有适用性强、受天气及外部环境影响小等优点，有效解决铁塔塔材、导线等物料的山地运输问题，同时大大减少青赔、筑路费用，因此在山区复杂地形工程施工中得到广泛的应用。

货运索道是以钢丝绳承重和通过钢丝绳传动为主体的机械化、半机械化搬运通道，这种机械化搬运通道，主要依靠索道各工作索相关关联配置而成的各种工作结构，实现承重、起重、输送和卸重等工序。

多承载索货运索道由工作索，包括承载索和牵引索、支架、载荷、牵引机等构成。承载索为并排的多根钢丝绳组成；牵引索位于承载索下方，为闭合绳索，可由牵引机带动循环运行。

在索道运行时，布置在起始侧的牵引机卷筒滚动，拉动牵引索，使载荷移动。牵引索从牵引机出发，串联各个载荷，通过支架上的滚轮运行到索道终点。

现有多承载索货运索道的计算方法中，采用的是以单根承载索的承载能力乘以承载索数量得到总承载能力，无法分析多承载索索道承载索间的作用关系导致计算不精确。现有有限元计算方法为满足计算精度，需要划分较多的单元，导致计算效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的多承载索索道中承载索/牵引索和载荷受力计算不精确和计算效率低的问题。本发明提供一种多承载索货运索道耦合动力计算方法及系统，能够准确、高效地获得货运索道承载索与牵引索在工作过程中受力的变化和载荷的偏转角度，为货运索道的设计及选型提供更加准确的计算依据。

本发明提供的技术方案是：

一种多承载索货运索道耦合动力计算方法，其改进之处在于，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。

优选地，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所述载荷转动方程中，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的合力矩。