Un Método de Desarrollo para un Sistema Digital Twin de Grúas Puente con Adaptación Carga-Dependiente
Autores: Li, Junqi; Dong, Qing; Xu, Gening; Zuo, Yifan; Jiang, Lili
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Método de Desarrollo para un Sistema Digital Twin de Grúas Puente con Adaptación Carga-Dependiente
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Grúas puente
Vida útil
Vida de diseño
Estrategias de ajuste de carga
Sistema de gemelo digital
Capacidad de carga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Las grúas puente generalmente tienen una disparidad significativa entre su vida útil real y su vida útil de diseño. Si se desmantelan de acuerdo con la vida útil de diseño, es probable que esto resulte en un desperdicio de recursos o que presente peligros potenciales para la seguridad debido a un servicio prolongado. Los estudios existentes no han examinado a fondo la relación de acoplamiento entre las condiciones de trabajo reales, el daño estructural y las estrategias de adaptación de carga. Es difícil lograr una adaptación en tiempo real y precisa entre las cargas y la capacidad de carga del equipo, y por lo tanto no se puede reducir efectivamente esta brecha de vida. Con este fin, este documento define un marco de sistema de gemelo digital para la adaptación de carga de grúas, construye un modelo de optimización de adaptación de carga, propone un método para desarrollar un sistema de gemelo digital para la adaptación de carga de grúas puente y construye una plataforma de sistema de gemelo digital centrada en el mapeo virtual-real, la conectividad IoT y la interacción de datos. Se realizó una verificación experimental detallada utilizando la grúa puente ligera DQ40 kg-1.8 m-1.3 m. Los resultados demuestran que este método y sistema pueden lograr efectivamente una adaptación dinámica entre la carga y la capacidad de carga en tiempo real. Mientras se asegura que la vida útil supere la vida útil de diseño, la diferencia entre ambas se controla en alrededor de 3467 ciclos, lo que representa aproximadamente el 0.000462% de la vida útil de diseño. Esto mejora significativamente la seguridad operativa del equipo y la eficiencia en la utilización de recursos, rompe las limitaciones de los esquemas de reducción de carga formulados en base a la experiencia humana bajo el modo de inspección regular tradicional, y proporciona una base de toma de decisiones científicas para la adaptación de carga y apoyo técnico para instituciones de inspección de equipos especiales y usuarios.
Descripción
Las grúas puente generalmente tienen una disparidad significativa entre su vida útil real y su vida útil de diseño. Si se desmantelan de acuerdo con la vida útil de diseño, es probable que esto resulte en un desperdicio de recursos o que presente peligros potenciales para la seguridad debido a un servicio prolongado. Los estudios existentes no han examinado a fondo la relación de acoplamiento entre las condiciones de trabajo reales, el daño estructural y las estrategias de adaptación de carga. Es difícil lograr una adaptación en tiempo real y precisa entre las cargas y la capacidad de carga del equipo, y por lo tanto no se puede reducir efectivamente esta brecha de vida. Con este fin, este documento define un marco de sistema de gemelo digital para la adaptación de carga de grúas, construye un modelo de optimización de adaptación de carga, propone un método para desarrollar un sistema de gemelo digital para la adaptación de carga de grúas puente y construye una plataforma de sistema de gemelo digital centrada en el mapeo virtual-real, la conectividad IoT y la interacción de datos. Se realizó una verificación experimental detallada utilizando la grúa puente ligera DQ40 kg-1.8 m-1.3 m. Los resultados demuestran que este método y sistema pueden lograr efectivamente una adaptación dinámica entre la carga y la capacidad de carga en tiempo real. Mientras se asegura que la vida útil supere la vida útil de diseño, la diferencia entre ambas se controla en alrededor de 3467 ciclos, lo que representa aproximadamente el 0.000462% de la vida útil de diseño. Esto mejora significativamente la seguridad operativa del equipo y la eficiencia en la utilización de recursos, rompe las limitaciones de los esquemas de reducción de carga formulados en base a la experiencia humana bajo el modo de inspección regular tradicional, y proporciona una base de toma de decisiones científicas para la adaptación de carga y apoyo técnico para instituciones de inspección de equipos especiales y usuarios.