Load stabilisation in an A-frame - a type of an offshore crane

• Autorzy: Adamiec-Wójcik I. , Fałat P. , Maczyński A. , Wojciech S.

Warianty tytułu

PL

Stabilizacja ładunku w żurawiu morskim typu A-rama

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the dynamic model of an A-frame, which is a kind of an offshore crane with a portal construction. The rigid finite element method (RFEM) has been used in discretization of the flexible substructure. An application of optimisation methods to define the drive function course of the hoisting winch is presented. The goal of the optimisation is to ensure stabilization of the load's position. In order to achieve appropriate numerical effectiveness, the optimisation problem has been solved for a simplified model of an A-frame. Comparison of numerical results obtained for different types of objective functions and types of drive functions is presented in the paper as well.

PL

W pracy przedstawiono model dynamiczny żurawia typu A-rama. Do dyskretyzacji podatnej struktury (ramy) zastosowano metodę sztywnych elementów skończonych (SES). Zaproponowano zastosowanie metod optymalizacyjnych do określenia przebiegu funkcji napędowej wciągarki. Celem optymalizacji było zapewnienie stabilizacji położenia ładunku. Aby uzyskać zadowalającą efektywność numeryczną, zadanie optymalizacji rozwiązywano dla uproszczonego modelu A-ramy. Porównano wyniki obliczeń numerycznych uzyskanych dla różnych funkcji celu i różnych typów funkcji napędowych.

Słowa kluczowe

EN

offshore crane; A-frame dynamics; modelling; optimization; stabilization of position

PL

żuraw morski; dynamika żurawia typu A-rama; modelowanie; optymalizacja; stabilizacja położenia

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. LVI, nr 1
• Strony: 37--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Adamiec-Wójcik I.

autor

Fałat P.

autor

Maczyński A.

autor

Wojciech S.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Management and Computer Science, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland,

Bibliografia

• [1] Charpra S. C, Canale R. P.: Numerical methods for engineers: With software and programming Applications. McGraw-Hill, New York, 2002.
• [2] Craig J. J.: Introduction to Robotics: Mechanics and Control (3rd Edition). Prentice Hall, 2003.
• [3] Driscoll F. R., Lueck R. G., Nahon M.: Development and validation of a lumped-mass dynamics model of a deep-sea ROV system. Applied Ocean Research, 2000, 22, pp. 169-182.
• [4] Ellermann K., Kreuzer E., Markiewicz M.: Nonlinear dynamics of floating cranes. Nonlinear Dynamics, 2002, Vol. 27, No. 2, pp. 107-183.
• [5] Fałat P.: Dynamic Analysis of a sea crane of an A-frame type, Ph.D. Thesis, University of Bielsko-Biała, Bielsko-Biała, 2004 (in Polish).
• [6] Fałat P., Adamiec-Wójcik I., Wojciech S.: Application of the rigid finite element method to modelling dynamics of an Aframe. Proc. 8th Conference on Dynamical Systems Theory and Applications, Łódź, 2005, pp. 277-284.
• [7] Fałat P., Gancarczyk T., Wojciech S.: Program for static load analysis of an A-frame, Proc. Euroconference on Computational Mechanics and Engineering Practice, Szczyrk, 2001, pp. 144-149.
• [8] Fałat P., Wojciech S.: Application of non-linear optimisation methods to stabilise motion of a sea probe. Zeszyty Naukowe, Budowa i Eksploatacja Maszyn, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, 2003, Ser. 4, z. 6., pp. 29-40.
• [9] Huang S.: Stability analysis of the heave motion of marine cable-body systems. Ocean Engineering, 1999, 26, pp. 531-546.
• [10] Jordan M. A., Bustamante J. L.: Numerical stability analysis and control of umbilical-ROV systems in one-degree-of-freedom taut-slack condition. Nonlinear Dynamic, 2007, 49, pp. 163-191.
• [11] Kruszewski J., Sawiak S., Wittbrodt E.: Metoda sztywnych elementów skończonych w dynamice konstrukcji. WNT, Warszawa, 1999 (in Polish).
• [12] Li Y. Y., Balachandran, B.: Analytical study of a system with a mechanical filter. Journal of Sound and Vibration, 2001, 247, pp. 633-653.
• [13] Maczyński A.: Positioning and Stabilization of Load for Jib Cranes. Wydawnictwo ATH, Seria Rozprawy Naukowe 14, Bielsko-Biała, 2005 (in Polish).
• [14] Masoud Z., N., Nayfeh A., H., Mook D., T.: Cargo pendulation reduction of ship-mounted cranes. Nonlinear Dynamics, 2004, Vol. 35, No. 3, pp. 299-311.
• [15] Wittbrodt E., Adamiec-Wójcik I., Wojciech S.: Dynamics of flexible multibody systems, Springer, 2006.