基于网络的起重机械数字化虚拟仿真试验平台.pdf

基于网络的起重机械数字化 虚拟仿真试验平台 上海市特种设备监督检验技术研究院 李振林 北京 二零一七年五月 一、仿真试验平台基本情况 二、主要资源条件 三、起重机械虚拟仿真成果展示 四、平台技术能力 一、仿真试验平台基本情况 基于网络的起重机械数字化虚拟 仿真试验平台（以下简称“仿真试验 平台”）是上海市特检院根据国家质 检总局 《“十二五”特种设备安全与 节能发展规划》、上海市政府 《上海 市技术基础“十二五”规划》、上海 市质督局 《上海市质量技术监督事业 发展“十二五”规划纲要》等相关规 划的要求进行建设的。 二零一三年三月，仿真试验平台作 为上海市质监局技改项目正式立项，并 于十一月基本建成。该平台是“上海市 特种设备安全技术中心”（在建）、 “国家港口起重机械质量监督检验中心” （在建）、“上海市特检院起重机械安 全评估实验室”（立项中）等重要组成 部分，同时为上海市特检院博士后科研 工作站提供重要研究载体。 仿真试验平台主要以MSC 公司的系 列虚拟仿真软件产品作为仿真试验工具， 并配以高效、快速、便捷的高性能计算 机运算系统。具备了求解性能稳定、可 操作性强、自主二次开发等特点的多学 科系统建模与联合仿真分析能力，如特 种设备CAD建模、结构与材料强度、振动 特性、稳定性/屈曲、运动学/动力学、 结构疲劳耐久性、控制系统模型构建与 仿真、热分析、材料库等。 二、主要资源条件 主要软件资源： 1、结构与疲劳分析的前后处理平台 Patran 2、结构强度、非线性、动特性及优 化分析软件Nastran 3、机构运动/动力学分析软件Adams 4、控制系统仿真分析软件 Easy5 5、疲劳寿命耐久性分析软Fatigue 6、非线性力学分析软件Marc 7、碰撞与冲击力学分析软件Dytran 8、热分析软件Sinda 9、材料数据库Mvision 10、工程绘图软件Croe …… 主要硬件资源： 1、4台4核CPU、8GB内存组成的分布 内存式并行计算机集群 2、3台固定工作站，2台移动工作站 3、若干客户端台式计算机 人才资源： 仿真试验平台的各项工作开展， 主要依托于上海特检院起重机械定期 检验室。本室现有职工35名，其中教 授级高工1人、高级工程师2人、工程 师11人；特种设备高级检验师1人，检 验师13人;博士1人，硕士7人，大学本 科9人。并已初步形成一支具有高度责 任心、专业技术全面、良好个人素质、 的初级、中级、高级有机结合的检验 三、起重虚拟仿真成果展示 近年来，上海市特检院先后依托MSC Software公司的Patran、Nastran、Adams 等仿真软件，正在进行或已完成《起重机 械虚拟试验验证与安全评估技术研究》、 《桥式起重机的风险评价技术规范》、 《基于虚拟技术的起重机安全技术研究》 等国家质检公益、上海市科委、上海市质 监局等不同层次的课题研究，并在某发电 厂等用户单位的起重机械委托性检验检测 项目中得到了实践与应用。 1、国家质检公益项目——起重机械虚拟 试验验证与安全技评估技术研究（冶金 桥式起重机部分） 项目以冶金桥式起重机为研究对象， 利用有限元技术、虚拟样机技术、疲劳 损伤容限技术、无线遥测技术及模糊综 合评价技术，基于现场实测（包含外观 检查、无损探伤、刚度测试、强度测试、 使用状况评估），研究冶金桥式起重机 型式虚拟试验方法和安全评估准则。 2、上海市质监局项目——基于虚拟技 术的起重机安全技术研究 项目根据计算机数值仿真技术、虚 拟仪器技术和起重机械的特点，选择 门式起重机作为研究对象进行了研究。 在门式起重机虚拟样机关键技术方面， 特别是危险工况下门式起重机虚拟仿 真试验取得技术突破。 门式起重机