船用载货升降机动力学建模与仿真

王德民，舒建华，宁献良

（1. 海军装备部驻上海地区第三军事代表室，上海 200031；2. 上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

船用载货升降机用于实现大型船舶中物资的垂直运输。与陆用升降机相比，船用载货升降机的特殊性在于其运行环境对升降机的动态影响。船舶在海浪中航行时，受到海浪和海风等环境因素的影响，会出现摇摆运动。舰船的摇摆运动可看作是绕质心运动的合运动。某型船用载货升降机采用电力强制式单边驱动，由4根钢丝绳同步牵引，升降平台上的导向滚轮嵌于同侧的2根导轨槽内，从而限制升降平台的横向和纵向运动。这种导向方式实现了升降平台3面开口，最大程度方便进出货，提升平台空间的利用率；然而，由于升降平台自重、额定载荷、偏载及船舶摇摆产生的附加力等形成的倾覆力矩完全通过滚轮作用于导轨上，对于导向滚轮轴、导轨的结构强度以及安装舱壁强度和刚性的要求很高。与此同时，升降平台在运行过程中受力十分复杂，传统理论算法耗时、耗力且不能准确计算升降机受力的真实情况。由此，在船舶设备轻量化趋势下，笔者利用动力学仿真技术模拟船用升降机的动态过程，对实现升降机结构的设计和优化具有显著优势。

1 升降机受力情况

船舶摇摆时，应考虑船舶运动引起的静载荷与动载荷[1]。根据文献[1]中船舶运动的分力公式，代入横纵摇角度、横纵摇周期以及升降机平台在船体的具体位置……