بررسی پایداری سکوی بالون مقید بر روی سطوح صاف و شیب‌دار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تبریز، ایران

2 کارشناس ارشد، پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تبریز، ایران

3 استادیار، پژوهشکده سامانه‌های حمل‌ونقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

چکیده

پایداری یک جنبه حیاتی از سیستم‌های حمل‌ونقل و ساختارهای صنعتی است. این مقاله روشی را برای ارزیابی پایداری با استفاده از مقادیر شاخص ایمنی برای طراحی یک سیستم بالون مقید ارائه می‌کند. با استفاده از روابط ریاضی استخراج‌شده از طراحی مدل ایجادشده در SolidWorks، تجزیه‌وتحلیل جابجایی‌های مرکز جرم، عکس‌العمل‌های سیستم پایه و ممان­های تثبیت و واژگونی اعمال‌شده بر روی سکو انجام می‌شود. سه شاخص، یعنی شاخص مرکز جرم، شاخص گشتاور و شاخص نیرو، که تمایل به واژگونی و ناپایداری سکوی بالون متصل را تعیین می‌کنند، برای بهبود اقدامات ایمنی و جلوگیری از واژگونی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند. مسئله پایداری در دو حالت که سکو بر روی یک سطح صاف و یک سطح شیب‌دار قرار می‌گیرد، تحلیل می‌شود. روش برنامه‌ریزی خطی برای ارزیابی نیروهای واکنش مجاز پایه‌ها با محدودیت‌های پایداری برای حالتی که سکو توسط تکیه‌گاه‌ها روی سطح نگه‌داشته می‌شود، استفاده می‌شود. رویکرد حداقل/حداکثر برای افزایش کارایی محاسباتی در ارزیابی نیروهای پایه در شرایط ایستا نامطمئن اعمال می‌شود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، سکوی طراحی‌شده و ساخته‌شده در شرایط کاری موجود پایدار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]   Keighobadi J, Faraji J, Janabi-Sharifi F, Hamed MA. Design and experimental evaluation of block-pulse functions and Legendre polynomials observer for attitude-heading reference system. ISA Transactions. 2021; 116: 232-244.
[2]   Faraji J, Tale-Masouleh M, Saket M, Radseresht M. Design and Simulation Non-Singular Backstepping Terminal Sliding Mode Control and Extended Kalman Filter for Quadrotor. Modares Mechanical Engineering. 2018; 18(1): 219-230.
[3]   Rafatnia S, Faraji J, Keighobadi J. Design and implementation a novel inertial sensor errors model in extended Kalman filter based on genetic algorithm. Journal of Mechanical Engineering. 2020; 50(3): 97-106.
[4]   Keighobadi J, Hosseini-Pishrobat M, Faraji J. Adaptive neural dynamic surface control of mechanical systems using integral terminal sliding mode. Neurocomputing. 2020; 379: 141-151.
[5]   Keighobadi J, Vosoughi H, Faraji J. Design and implementation of a model predictive observer for AHRS. GPS Solutions. 2018; 22(1): 29-47.
[6]   Cekus D, Depta F, Kubanek M, Kuczyński Ł, Kwiatoń P. Event visualization and trajectory tracking of the load carried by rotary crane. Sensors. 2022; 22(2): 1-15.
[7]   Kacalak W, Budniak Z, Majewski M. Modelling and analysis of the positioning accuracy in the loading systems of mobile cranes. Materials. 2022; 15(23): 8426-8451.
[8]   Romanello G. A graphical approach for the determination of outrigger loads in mobile cranes. Mechanics Based Design of Structures and Machines. 2022; 50(3): 767-780.
[9]   Urbaś A, Augustynek K, Stadnicki J. Kinetic Energy-Based Indicators to Compare Different Load Models of a Mobile Crane. Materials. 2022; 15(22): 8156-8167.
[10] Janusz J, Klosiński J. Influence of the selected control strategies of mobile crane motions on its stability. Acta Mechanica et Automatica. 2010; 10(2): 74-80.
[11] Jeng SL, Yang CF, Chieng WH. Outrigger force measure for mobile crane safety based on linear programming optimization. Mechanics Based Design of Structures and Machines. 2010; 38(2): 145-170.
[12] Rauch A, Singhose W, Fujioka D, Jones T. Tip-over stability analysis of mobile boom cranes with swinging payloads. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2013; 135(3): 031008.
[13] Kacalak W, Budniak Z, Majewski M. Stability assessment as a criterion of stabilization of the movement trajectory of mobile crane working elements. International Journal of Applied Mechanics and Engineering. 2018; 23(1): 65-77.
[14] Kacalak W, Budniak Z, Majewski M. Crane stability assessment method in the operating cycle. Transport Problems. 2017; 12(4): 141-151.
[15] Abdel-Rahman EM, Nayfeh AH, Masoud ZN. Dynamics and control of cranes: A review. Journal of Vibration and control. 2003; 9(7): 863-908.
[16] Arena A, Lacarbonara W, Casalotti A. Payload oscillations control in harbor cranes via semi-active vibration absorbers: modeling, simulations and experimental results. Procedia engineering. 2017; 199: 501-509.
[17] Cekus D. Modeling and simulation research of laboratory truck crane motion. Systems: journal of transdisciplinary systems science. 2012; 16(2): 93-103.
[18] Herbin P, Pajor M. Modeling direct and inverse kinematics of loading crane with redundant degrees of freedom structure using Matlab. Modelowanie Inżynierskie. 2016; 27(58): 44-50.
[19] Trąbka A. The influence of clearances in a drive system on dynamics and kinematics of a telescopic crane. acta mechanica et automatica. 2015; 9(1): 9-13.
[20] Neitzel RL, Seixas NS, Ren KK. A review of crane safety in the construction industry. Applied occupational and environmental hygiene. 2001; 16(12): 1106-1117.
[21] International Organization for Standardization. ISO 4305:2014. Mobile Cranes-Determination of stability. Geneva: ISO; 2014.
[22] International Organization for Standardization. ISO 4304:1998. Tower cranes, Stability requirements. PN: ISO; 1998.
[23] Hosseini-Nodeh Z, Khanjani-Shiraz R, Pardalos PM. Distributionally robust portfolio optimization with second-order stochastic dominance based on wasserstein metric. Information Sciences. 2022; 613: 828-852.
[24] Hosseini-Nodeh Z, Khanjani-Shiraz R, Pardalos PM. Portfolio optimization using robust mean absolute deviation model: Wasserstein metric approach. Finance Research Letters. 2023; 54: 103735.
[25] Khanjani-Shiraz R, Babapour-Azar A, Hosseini-Nodeh Z, Pardalos PM. Distributionally robust joint chance-constrained support vector machines. Optimization Letters. 2023; 17(2): 299-332.