[发明专利]一种单承载索货运索道耦合动力计算方法及系统

权利要求书

1.一种单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述方法包括：

基于所述货运索道设定计算参数；

根据所述计算参数，计算当前时间步承载索/牵引索节点所受作用合力；

基于所述计算参数及当前时间步承载索/牵引索的节点所受作用合力，按照预先设置的时间增量步长增加时间步，计算各时间步承载索/牵引索节点所受作用合力，直至预设时间段结束。

2.如权利要求1所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述基于所述计算参数及当前时间步承载索/牵引索的节点所受作用合力，按照预先设置的时间增量步长增加时间步，计算各时间步承载索/牵引索节点所受作用合力。包括：

采用中心差分法，将所述计算参数及当前时间步承载索的节点所受作用合力带入到预先设定的节点运动方程中，计算下一时间步承载索的节点位置向量，依据所述节点位置向量计算下一时间步承载索节点所受作用合力；增加时间步，依次计算各时间步承载索节点位置向量和所受作用合力；

采用中心差分法，将所述计算参数及当前时间步牵引索的节点所受作用合力带入到所述节点运动方程中，计算下一时间步牵引索的节点位置向量，依据所述节点位置向量计算下一时间步牵引索节点所受作用合力；增加时间步，依次计算各时间步牵引索节点位置向量和所受作用合力。

3.如权利要求2所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述计算参数包括：索道跨距、索道高差；

承载索弹性模量、截面积、单元性质和节点质量、承载索节点初始位置向量；

牵引索弹性模量、截面积、单元性质和节点质量、牵引索节点初始位置向量。

4.如权利要求3所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述承载索节点在第n个时间步的承载索节点作用合力Fⁿ按下式进行计算：

式中，承载索节点i受到的外部力；承载索单元对承载索节点i的作用力；

其中，所述承载索节点i受到的外部力按下式进行计算：

式中，M_Li：承载索节点i的质量；G：重力加速度向量。

5.如权利要求4所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述承载索单元的单元性质包括常规承载索单元和滑移承载索单元；

所述常规承载索单元是单元内不存在载荷或支架接触点的承载索单元；所述滑移承载索单元是单元内存在载荷或支架接触点承载索单元。

6.如权利要求5所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，当所述承载索单元的单元性质为常规承载索单元时，所述常规承载索单元对承载索节点的作用力按下式进行计算：

其中，e_i：承载索节点i到i+1的单位向量；f_iⁱⁿ：承载索节点i到i+1之间的常规承载索单元内力。

7.如权利要求6所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，所述承载索节点i到i+1之间的常规承载索单元内力按下式进行计算：

其中，EA_l：承载索弹性模量与截面积的乘积；给定的承载索单元原始长度；l_i：当前时刻节点i至i+1的长度。

8.如权利要求5所述的单承载索货运索道耦合动力计算方法，其特征在于，当所述承载索单元的单元性质为滑移承载索单元时，所述滑移承载索单元对承载索节点i的作用力按下式进行计算：

式中，滑移承载索单元对承载索节点i的作用力；f_iⁱⁿ'：承载索节点i到i+1之间的滑移承载索单元内力；e_i1：承载索节点i到邻近第一接触点B的单位向量；

滑移承载索单元对承载索节点i+1的作用力按下式进行计算：

式中，滑移承载索单元对承载索节点i+1的作用力；e_i2：承载索节点i+1到邻近第一接触点B的单位方向向量。