基于多学科协同仿真的液压系统性能匹配研究

针对正铲挖掘机液压系统与工作装置负载的性能匹配问题,提出了多学科协同仿真方法,并应用于整机系统的性能仿真研究。为准确模拟挖掘机工作过程中各子系统的性能参数变化,基于多刚体动力学软件ADAMS建立了工作装置的机构仿真模型,并利用离散元仿真软件EDEM模拟了挖掘机不同进给深度的实际挖掘负载;然后,根据液压系统原理及控制方式,以AMESim为主仿真平台,建立了复合控制泵模型;最后,构建了全系统机液协同仿真模型。分别对液压系统工作过程中液压泵和各液压缸的性能参数进行了仿真验证,并模拟了不同挖掘负载对液压系统性能参数的影响变化。研究结果表明,该协同仿真方法能够用于对复杂系统进行准确、有效地建模,并验证了所设计的液压系统在多变负载工况下性能匹配参数的合理性。     

基于虚拟样机的液压挖掘机工作装置最大挖掘力分析

针对液压挖掘机工作装置挖掘力的分析计算与优化问题,对工作装置在斗杆挖掘工况下的最大挖掘力及工作装置关键铰接点空间位置对其最大挖掘力的影响进行了研究,提出了采用机械系统与液压系统联合仿真的方法,建立了某液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,分析斗杆油缸以系统最大压力工作,铲斗油缸、动臂油缸闭锁时,在整个挖掘范围内,工作装置的挖掘力图谱,并确定了最大斗杆挖掘力.在此基础上,以最大斗杆挖掘力为设计目标,通过试验设计方法,研究了工作装置机构铰接点空间位置对斗杆挖掘工况下最大挖掘力的影响.研究结果表明,液压挖掘机最大挖掘力达到国外同类产品水平,同时找出了铲斗最大挖掘力位置及数值,为工作装置优化设计和结构强度分析提供了有效依据.     

挖掘机动臂有限元模态分析

液压挖掘机在工作时由于冲击和振动会引起较大的动态应力,可能造成结构的破坏.在ANSYS环境下对某小型液压挖掘机的动臂进行了建模,分完全自由状态和实际约束状态两种情况对该挖掘机动臂的模态进行了三维仿真分析,提取和扩展了前15阶模态,考察了其固有频率和主振型,为做挖掘机动臂相应分析提供了重要的模态参数,为液压挖掘机的动臂及工作装置整体的振动特性分析及结构动力特性的优化设计提供了依据.     

基于等效有限元方法的液压挖掘机工作装置动力学及特性研究

根据液压挖掘机工作装置机械臂运动和受力特点,对其进行动力学分析。采用基于集中质量和惯量的等效有限元法建立液压挖掘机机械臂的动力学微分方程,运用龙格-库塔(Runge-Kutta)数值求解法对运动微分方程进行推导和数值求解,对各臂杆的动力学特性进行了分析。采用动力学仿真软件ADAMS建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,选取与数值求解相同工况的参数进行仿真分析。通过对比仿真结果和数值求解两种方法得到的动力学特性曲线,结果基本一致,表明机械臂动力学建模方法的正确性。     

液压挖掘机工作装置的动力学分析及仿真

基于等效元素法建立了液压挖掘机工作装置的动力学模型,结合实例给出了运动微分方程的解,建模过程相比传统方法简单、高效。运用ADAMS软件对机构进行了动力学仿真,给出了仿真曲线。将YW16型液压挖掘机工作装置动力学解算结果与仿真结果相比较,证明了建模方法的精确性。     

大型挖掘机闭式回转系统联合仿真研究

为了能够在机器制造之前就能准确掌握挖掘机回转系统的运动规律,确定相关的结构和系统参数,为设计和制造样机提供依据,该文采用液压系统仿真软件AMESim和动力学仿真软件ADAMS,分别建立液压系统仿真模型和挖掘机上车的动力学模型。两种模型互为驱动,对挖掘机回转过程进行联合仿真研究。为了使仿真过程与挖掘机的实际工作过程一致,仿真中考虑了工作装置引起的转动换量变化,将上车部分转动惯量随工作装置位置变化的曲线,导入在AMESim软件中已建好的回转液压系统模型,分析其对回转系统动态特性的影响。     

基于刚柔耦合模型的液压挖掘机动力学仿真研究

以某型挖掘机为研究对象,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS联合建立了液压挖掘机刚柔耦合模型,进行了模拟实际挖掘机工况的运动学和动力学分析。通过仿真,得到了挖掘机的主要作业性能参数及各关键铰接点的受力曲线图,同时对刚体系统与刚柔耦合系统各铰接点受力变化进行了比较分析,可知刚柔耦合动力学仿真曲线能更准确反映挖掘机实际挖掘过程中的动力学特性,可为后期挖掘机结构设计和产品优化提供一定的参考。     

基于AMESim的液压挖掘机机电液一体化仿真分析

针对某型号全液压挖掘机,采用仿真软件AMESim,建立了包括挖掘机的工作装置、液压系统、发动机以及驾驶员等机电液一体化的仿真模型,通过零部件的台架实验获得了系统主要参数,并采用整机试验的方法对模型进行了修正和参数的校核。通过仿真与实验结果的对比分析误差在5%以内,证明了这种建模方法准确有效,并真实的反应出挖掘机循环工况的油耗和效率,能够在实际应用中取代部分整机试验、减少实验费用、缩短挖掘机开发周期,对挖掘机整机开发和设计具有指导意义。     

基于VRML的液压挖掘机工作装置运动仿真

针对专业仿真软件模拟挖掘机工作装置运动存在文件大,交互性差,不便于网上传输的缺点,提出了利用VRML对液压挖掘机工作装置运动进行仿真的方法。利用SolidWorks建立液压挖掘机工作装置静态模型,结合各部件之间的父子关系和几何关系,编写VRML程序,完成挖掘机工作装置仿真系统。此方法对挖掘机设计水平的提高具有重要的理论意义和实际价值。     

挖掘机器人虚拟样机的机电液一体化建模与仿真

以挖掘机机器人虚拟样机模型的实现为例,介绍了在多种环境下对挖掘机进行建模与联合仿真的实现策略.在分析机械系统动力学分析软件 ADAMS 和工程仿真软件 MATLAB 的特点的基础上,提出了在 ADAMS 中建立虚拟样机环境,利用 MATLAB 软件中的 Simulink 工具箱建立了参数化和模块化的挖掘机液压系统和控制系统仿真模型,研究了两种软件之间的接口技术,实现机械、液压、控制子系统的有机集成,并进行了机电液一体化的仿真研究.