某型号泵车臂架刚柔耦合模型仿真研究.pdfVIP

学兔兔 第4期(总第185期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2014年O8月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2014)04—0076—03 某型号泵车臂架刚柔耦合模型仿真研究 王 玮 ，李 红 ，张 景 ，揭琳锋 (1．扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225127；2．扬州中集通华专用车有限公司，江苏 扬州 225009) 摘要：运用多柔性体理论和方法，结合混凝土泵车臂架系统三维模型，在臂架系统刚性模型的基础上，建立 了其刚柔耦合模型；应用ADAMS软件分别对混凝土泵车臂架系统的刚性模型和刚柔耦合模型进行动力学 仿真研究。并通过结果对比发现，刚柔耦合模型的末端轨迹和油缸受力更接近于实际情况，从而为臂架系统 的设计改良提供了新的思路。 关键词：ADAMS；柔性体；仿真 中图分类号： 文献标识码：A 0 引言 其本身会产生疲劳破坏，而且增加了工人的劳动量和 目前混凝土泵车是土建工地现场混凝土浇注中不 工程周期，降低了施工的安全性。在利用虚拟样机技术 可或缺的机械设备，它集成品混凝土输送和浇筑工序 进行分析时，采用刚性模型不能体现振动现象，但考虑 于一体，极大地缩短了建筑工期和劳动消耗，迅速、及 样机大范围刚体运动与局部弹性变形的耦合作用，把泵 时地完成了施工任务[】 ]。泵车臂架系统是典型的多 车的臂架系统当作能够产生局部弹性变形的柔性体来 冗余度悬臂梁结构，在工作过程中，臂架不可避免地会 分析，仿真模型出现振动，更加接近实际情况，这为下一 出现振动现象。现阶段的大多数企业在研究泵车臂架 代泵车臂架系统的优化设计提供了方法和条件。 系统时，仍采用刚体模型，而刚体系统在外力的作用下 2 柔性体理论及创建方法 不会发生局部弹性变形，这就相当于将臂架系统看成 多柔性体系统动力学是研究由可变形物体以及刚 是理想的、刚度无限大的物体，在虚拟样机仿真分析 体所组成的系统在经历大范围空间运动时的动力学行 时，后处理结果与实际情况不完全相符。因此，本文依 为[3]。它在多刚体动力学理论基础上，不仅考虑了各 托多柔性体理论和方法，在采用ANSYS-ADAMS联 部件连接点处的阻尼与弹性等的影响，又进一步考虑 合仿真技术建立了混凝土泵车臂架系统的刚柔耦合模 到部件的变形，极大地提高了多体系统仿真的准确性。 型后，对其进行了运动学和动力学分析，并将分析结果 2．1 柔性体运动学方程 与臂架刚性模型的结果进行了比较分析，为今后的臂 在多柔性体系统动力学分析中，系统能量是一个 架系统优化设计提供了参考。 非常重要的物理量。同时，在理论计算过程中，能量的 1 混凝土泵车臂架系统 时间历程能否遵循保守系统能量守恒的原理保持常 混凝土泵车臂架系统是指在一定范围内用于输送 数，是考核计算结果正确与否的一个重要的指标。柔 混凝土料，可回转、折叠、伸缩的系统。臂架材料一般 性体的动能可表示为l_4]： 选用进口低合金高强度薄钢板，通过焊接的方式焊接 1 1 ． ． 丁一寺：( vh, + GO )一寺 M(O ．