During modal analysis of loader crane with variable configuration

• Autorzy: Niesterowicz Beata , Dunaj Paweł , Marchelek Krzysztof

Warianty tytułu

PL

Analiza modalna żurawia przeładunkowego o zmiennej konfiguracji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents a method of simplifications used over numerical studies on dynamic properties of a hydraulic loader crane. Simplification concerns hydraulic actuators and allows for a significant reduction in the time of building model and calculations. Modal analysis of a loader crane using the finite element method, for both complex and simplified models, was carried out. The modal analysis computation times for both models were compared. Next, the results obtained on the basis of simplified model were compared with the results of experimental studies.

PL

W pracy przedstawiono metodę uproszczeń stosowanych w badaniach numerycznych nad właściwościami dynamicznymi żurawia hydraulicznego. Uproszczenie dotyczy siłowników hydraulicznych i pozwala na znaczne skrócenie czasu budowy i obliczeń modelu. Przeprowadzono analizę modalną żurawia za pomocą metody elementów skończonych zarówno dla pełnych, jak i uproszczonych modeli. Porównano czasy obliczeń analizy modalnej dla obu rodzajów modeli. Następnie porównano wyniki uzyskane na podstawie uproszczonego modelu z wynikami badań eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

modal analysis; loader crane; FEM analysis

PL

analiza modalna; żuraw przeładunkowy; analiza MES

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 2
• Strony: 15--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Niesterowicz Beata

• Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, West Pomeranian University of Technology Szczecin, Poland

autor

Dunaj Paweł

• Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, West Pomeranian University of Technology Szczecin, Poland

autor

Marchelek Krzysztof

• Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, West Pomeranian University of Technology Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Abdel-Rahman E.M., Nayfeh A.H., Masoud Z.N.: Dynamics and control of cranes: Review. Journal of Vibration and Control, 2003, 9(7), pp. 863-908.
• 2. Lagerev I.A., Lagerev A.V.: Universal Mathematical Model of a Hydraulic Loader Crane. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018, 194, 032015.
• 3. Cekus, D.: The identification of the elastic support system of the laboratory truck crane. Machine Dynamics Research, 2014, 38(2), pp. 5-15.
• 4. Pawełko P., Szymczak B.: Simulation of interactions between mechanical and hydraulic system of loader crane. Modelowanie Inżynierskie, 2016, 29(60), pp. 58-66 [in Polish].
• 5. Herbin P., Pajor M.: ExoArm 7-DOF (Interactive 7-DOF Motion Controller of the Operator Arm) Master Device for Control of Loading Crane. In: Hamrol A., Ciszak O., Legutko S., Jurczyk M. (eds): Advances in Manufacturing. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, 2018. pp. 439-449.
• 6. Miądlicki K., Pajor M., Saków M.: Ground Plane Estimation from Sparse LIDAR Data for Loader Crane Sensor Fusion System. In: 22nd International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), Międzyzdroje (Poland), 28-31 August 2017. IEEE, 2017.
• 7. Miądlicki K., Pajor M., Saków M.: Real-time Ground Filtration Method for a Loader Crane Environment Monitoring System Using Sparse LIDAR Data. In: International Conference on INnovations in Intelligent SysTems and Applications (INISTA), Gdynia (Poland), 3-5 July 2017. IEEE, 2017.
• 8. Kłosiński J., Janusz J.: Control of Operational Motions of a Mobile Crane under a Threat of Loss of Stability. Solid State Phenomena, 2009, 144, pp. 77-82.
• 9. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Crane stability assessment method in the operating cycle. Transport Problems, 2017, 12(4), pp. 141-151.
• 10. Towarek Z.: The dynamic stability of a crane standing on soil during the rotation of the boom. International Journal of Mechanical Sciences, 1998, 40(6), pp. 557-574.
• 11. Sochacki W.: The dynamic stability of a laboratory model of a truck crane. ThinWalled Structures, 2007, 45, pp. 927-930.
• 12. Rauch A., Singhose W., Fujioka D., Jones T.: Tipover stability analysis of mobile boom cranes with swinging payloads. ASME. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. Transactions of the ASME, 2013, 135(3), 031008-031008-6.
• 13. Malgaca L., Yavuz S.¸ Akdag M., Karagülle H.: Residual vibration control of a single-link flexible curved manipulator. Simulation Modelling Practice and Theory, 2016, 67, pp. 155-170.
• 14. Geisler T.: Free vibration analysis of a crane support system of a DST-0285 truck crane considering changes in the system load configuration. MATEC Web of Conferences, 2018, 157, 03005.
• 15. Yucel A., Arpaci A.: Analytical and experimental vibration analysis of telescopic platforms. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2016, 54(1), pp. 41-52.
• 16. Chodźko M., Dunaj P.: Experimental investigation on dynamic properties of loader crane. Machine Dynamics Research, 2016, 40(2), pp. 145-154.
• 17. Sochacki W.: An experimental modal analysis of the laboratory truck crane model. PAMM, 2004, 4(1), pp. 416-417.
• 18. Linjama M., Virvalo T.: Low-order dynamic model for flexible hydraulic cranes. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 1999, 213(1), pp. 11-22.
• 19. Feng H., Du Q., Huang Y., Chi Y.: Modelling Study on Stiffness Characteristics of Hydraulic Cylinder under Multi-Factors. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 63(7-8), pp. 447-456.
• 20. Koralewski J.: Influence of viscosity and compressibility of aerated oil on determination of volume losses in variable displacement piston pump. Napędy i sterowanie, 2013, 11, pp. 118-132 [in Polish].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).