基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

基于ADAMS的汽车制动方向稳定性仿真分析

第8卷第3期

2010年9月中 国 工 程 机 械 学 报CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYVol.8No.3 Sep.2010

基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

李 刚,宋三灵,张 凯

(大连理工大学工程力学系,辽宁大连 116023)

摘要:通过对锻造操作机工作原理的分析,基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了重载操作机整机系统

的虚拟样机,对操作机进行动力学仿真分析,得出典型工况下操作机的受力情况曲线.考虑了驱动力大小、大惯

量构件、柔性体构件以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响,为设计操作机的结构设计提供了理论及数

据依据.

关键词:锻造操作机;刚柔耦合;ADAMS;动力学仿真

中图分类号:TH16;O313.7 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2010)03-0264-05

ADAMS baseddynamicalsimulationonheavy dutymanipulators

LIGang,SONGSan ling,ZhangKai

(SchoolofEngineeringMechanics,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)

Abstract:Byanalyzingtheworkingprinciplesofforgingmanipulators,avirtualprototypingheavy dutymanipulatorsystemisdevelopedusingADAMSTM.Uponcompletionofdynamicalanalysis,themanipulatorloadingcurveisobtainedundertypicalworkingconditions.Withconsiderationofdrivingforces,largeinertiacomponents,flexiblepartsandadditionaloverturnmoments,thisapproachprovidesatheoreticalandnumericalbasisonmanipulatorstructuraldesign.

Keywords:forgingmanipulator;rigid flexiblecoupling;ADAMS;dynamicalsimulation

巨型重载操作装备是制造产业链中的基础装备,具有载荷大、惯量大、自由度多、多维力位操控能力强等特点[2].操作装备与加工装备协调作业,可以大大提高制造能力、制造精度、生产效率和材料利用率,降低能耗.我国核电、火电、化工、造船、航空航天等产业对极端条件下的节能、节材制造技术以及巨型重载装备提出了迫切需求.研究巨型重载操作装备的基础科学问题,旨在揭示极端载荷条件下多自由度操作装备的力学行为与动态响应规律.其应用不限于制造行业,也可为采矿、交通、建筑、港口机械等重载操作装备设计与制造提供科学技术支撑.

巨型重载操作装备制造成本高,设计与制造周期长,通常采用单台制造模式,因此无法通过物理样机实验对其操作性能进行分析和验证.高效、高保真的模拟仿真技术成为重载操作装备设计、性能评估与优化的重要支撑技术.利用虚拟产品模型,在产品实际制造之前对产品的性能、行为、功能进行分析和评估,从而对设计方案进行评估和优化,达到产品生产的最优目标[4].ADAMS是广泛使用的多体系统仿真分析软件,其建模仿真的精度和可靠性在所有的动力学分析软件中名列前茅[5].它的分析对象主要是多刚体,也可以实现柔性体运动仿真分析,以更真实地模拟机构动作时的动态行为及构件振动情况.

本文在确定锻造操作机的基本结构形式后,对锻造操作机的动态性能进行了仿真分析,主要研究包括典型工况下操作机的受力情况,考虑了驱动力大小、大惯量构件、刚柔耦合特性以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响.本文在确定锻造操作机的基本结构形式后,对机构方案进行详细的动态仿真和论

基金项目:国家自然科学基金资助项目(2006CB705403)

作者简介:李 刚(1966-),男,教授,工学博士.E mail:ligang@dlut.edu.cn[3][1]