随着中国经济的快速发展，港口集装箱吞吐量逐年提高，这对集装箱装卸设备提出了更高的要求。码头对现场设备稳定性要求的不断提高，解决集装箱装卸桥一些故障率比较高的关键点成为重中之重。吊具卷缆系统作为集装箱装卸桥的重要机构，其稳定性、可靠性直接关系到设备作业效率的高低；而现有系统无论在机械方面还是电控方面都存在一定的缺陷，致使故障率高，维修保养困难。

吊具悬挂电缆在使用中经常发生电缆出筐，被吊具钩挂，被钢丝绳滚压断芯而引发故障。因为有风的影响，吊具悬挂电缆是旋转进入蓄缆筐的，在作业风速超过20 m／s时，容易被吹出蓄缆筐。又有吊具悬挂电缆自身应力的影响，作业时吊具频繁起升下降，悬挂电缆一直处于不断的反复盘旋扭曲状态，影响电缆材料的使用寿命。由于工作场所的特殊性，悬挂电缆外表需要涂抹润滑脂，电缆保护层遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。电缆接头故障。电缆接头是悬挂电缆线路中最薄弱的环节。施工人员在制作电缆接头过程中，接压不紧或过热等，都会导致电缆头绝缘降低而引发线路烧损。此外，吊具悬挂电缆随着使用年数的增加，也会出现开裂老化现象。

目前国内外的港口集装箱装卸桥吊具的各种方式是；吊具将集装箱抓起放到车上，吊具四个角有电动的小钩爪，吊具在找好集装箱位置之后，通过钩爪的旋转，将集装箱挂住，通过这样的方式来实现集装箱的升降。由于是电动的，所以需要供电，从而保持吊具可以持续工作。目前的技术是垂一根很长的电缆下来供电，需要跟随钓具升降、摆动，所以很容易损坏，且这样的电缆价格很高。对于需要长时间反复大量工作的港吊具而言，这种消耗实在太大。

综上所述，传统的吊具悬挂电缆控制方式存在故障多发、使用寿命短、安装维护难度大及更换费用高等弊端，作业生产存在一定的安全风险，影响设备利用率。取消吊具悬挂电缆，通过无线通信方式来实现吊具的控制，可以有效地节省设备维护成本。

通过我们的仿真模拟，可以有效的分析零件和装配体之间的结构问题，如评估相互接触零件之间的作用力和应力、摩擦力，产品在应用环境中承受的载荷、力及扭矩，根据结构或者几何来进行产品的优化设计。使用接头或虚拟扣件仿真螺栓、销钉、弹簧和轴承，通过平面应力、平面变形和轴对称线性静态分析，在产品设计周期的早期评估复杂的结构问题。

产品在周期性载荷下会累计损坏，振动或者其它不稳定模式也会缩短设备寿命导致意外故障。这时可以在SolidWorks中为产品定义指定数量循环的周期载荷，导入从真实物理测试获得的载荷历史数据，来预测产品寿命，研究载荷如何对产品寿命产生影响并进行优化。

2. 研究的基本内容与方案

本课题研究的基本内容是了解集装箱吊具的工作原理的仿真。吊具工作机构：集装箱吊具上一般配置有旋锁机构、伸缩机构、导向机构、倾转机构等工作机构。其功用是通过吊具各个工作机构的动作，使吊具与集装箱的连接或脱离、调节吊具的长度、使吊具快速导向对箱、调整吊具的倾转运动，满足不同工况下集装箱装卸作业要求。本课题在传统吊具结构上，增加发电机等装置，滑轮带动吊具上下运动的过程中，实现发动机发电，储存的电能供吊具使用。要求结构合理、能耗低、易于维修，操作简单。根据以上要求对吊具进行三维建模及仿真。校核各机构的应力应变，确保其安全性，保证在实际工作中可以正常、安全的运行。使用ANSYS来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，大变形、大应变及接触分析。

具体的工作如下：

• 建立三维模型；

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