掘进机坡角工况下转向动力学特性仿真

为分析掘进机坡角工况下转向动力学性能,以Bekker沉陷模型为理论基础,运用虚拟仿真方法研究了重型掘进机转向过程中履带系统的动态特性.应用Bekker模型建立了掘进机履带与沙石路面间的非线性接触模型,采用Recurdyn建立掘进机及其履带系统的虚拟模型,模拟了掘进机在0°、8°、18°坡角路面上的转向过程,分析了掘进机履带系统转向时的动力学特性.分析结果表明:受掘进机重心位置、路面坡角的影响,掘进机转向过程中运动轨迹出现了跑偏现象;0°坡角时,两侧履带的张紧力在90 000 N上下变动,随着路面坡角的增大,履带两侧驱动扭矩和张紧力均会增加,并且外侧履带的驱动扭矩和张紧力要大于内侧履带,其中履带在18°坡角转向时,其张紧力比0°坡角增大了近38%;随着坡角的增加,整机的重心位移变化量随之增大,稳定性降低.     

油气悬挂式履带车辆联合仿真建模与响应分析

为分析油气悬挂式履带车辆行驶过程中的动态特征,基于RecurDyn和MATLAB/Simulink搭建悬挂行走系统联合仿真模型.采用RecurDyn完成悬挂行走系统几何模型的构建及装配,在Simulink中实现油气悬挂弹性力和阻尼力的求解,通过数据交互的方式实现二者的联合求解.开展随机路面激励下的响应特性分析,分别观测负重轮加速度、油气悬挂受力、车体质心位移和加速度等响应曲线.结果表明:1号和6号负重轮上的加速度较大,且1号油气悬挂上的受力要明显大于其他油气悬挂;车体会从启动时的低频振动过渡到运行状态下的高频振动.研究结果可为悬挂行走系统的优化设计提供重要的参考依据.     

履带张紧力及其在履带环上的分布

针对履带环上复杂的履带张紧力问题,研究了张紧力在履带环上的分布情况,并分别以诱导轮、上支履带、主动轮及负重轮为隔离体,分析履带张紧力与外部载荷的关系.在此基础上,建立了履带环张紧力分布的理论估算模型.利用多体动力学模型,对不同路面障碍下的履带张紧力进行了理论估算和动力学仿真,通过对理论估算与仿真结果的对比分析,检验了履带环张紧力估算模型的合理性.      

履带车辆非线性悬挂系统的ADAMS仿真

根据履带车辆悬挂系统的结构特点和元件特性,将履带车辆悬挂系统简化为非线性八自由度半车模型,并给出了应用ADAMS软件进行仿真的方法.建模过程中考虑了履带对路面激励的影响,并给出了路面时域输入的构造方法和软件实现.对常用车速和典型路面的仿真结果表明,所建立的非线性模型能够较好地反映履带车辆悬挂系统的几何非线性,并能够对负重轮离地情况正确模拟.基于此模型,应用ADAMS的优化功能,可以得到履带车辆不同行驶工况下的最优悬挂阻尼和刚度系数.     

基于系统响应的履带车辆路面识别方法

为提高履带车辆对不同路面适应能力,基于多体动力学仿真平台建立履带车辆及多种路面动力学仿真模型.通过履带车与路面模型的行驶仿真,采集车体质心动力学响应时域信号,并应用小波变换分解该信号.采用距离评估技术提取上述分解信号的敏感特征向量,利用BP神经网络基于上述敏感特征向量提出路面识别方法.搭建小型履带模型车测试系统,使模型车行驶于实际路面并进行现场测试,采集测试过程中履带模型车车体质心、负重轮及履带板动力学响应时域信号,对提出的路面识别方法进行验证.结果表明,该路面识别方法识别精度达到99%,该方法对路面类型具有高度识别能力.     

履带推土机行走系统推土转向工况仿真

采用多体动力学仿真软件Recur Dyn对履带推土机行走系统推土转向作业工况进行运动学与动力学仿真研究.建立了与实际工况相同的仿真模型,对驱动轮力矩、张紧弹簧和托链轮所受载荷进行分析,得出各自所受载荷规律.所采用的虚拟样机技术,可作为履带式工程机械仿真研究的方法,仿真结果可作为履带推土机设计与优化的参考依据.     

橡胶履带车辆行走系统的动力学模型及脱轮问题仿真分析

橡胶履带在高速行驶中的脱轮容易导致行走系统部件的损坏和人身财产损失。本文在分析履带车辆行走系统工作原理的基础上,考虑了履带车辆的主要结构,建立了针对其高速行驶中脱轮问题的行走系统动力学模型,分析了第一支重轮垂向位移与行走系统结构参数以及地面激励的联系,并针对某型履带车辆的行走系统进行了计算机仿真和分析。结果表明所建立的动力学模型是可行的,本文方法可为履带车辆行走系统设计和动力学分析提供了参考。     

煤矿履带巡检机器人多体动力学建模及越障仿真

针对煤矿井下底板路面变化多样,履带巡检机器人行走机构行驶动态特性复杂,底板路面对履带行走机构响应较大,表征和模拟履带-底板路面相互作用的行驶特性较困难。特别是台阶型路面,履带行走装置在越障时其机身上仰姿态过高、落地时履带受到的冲击较大。基于履带地面力学理论,通过一定数量的经验常数确定煤矿底板路面参数,采用柔性体多体动力学的有限段模型方法建立履带行走机构虚拟样机模型,完成巡检机器人在水平底板路面及台阶型路面环境下的多体动力学仿真实验,其履带与地面的接触力、履带内部的轴套力及履带变形情况与机器人行驶、越障过程相一致,表明建模方法正确;同时得到巡检机器人在不同底板路面状况下,其滑转及滑移率也会随之发生变化,在水平底板路面其履带滑转率较小,但在越障过程中,履带理论速度与实际速度相差较大,特别是履带刚接触到障碍瞬间、以及机器人刚越过台阶型障碍瞬间可达0.78,研究结果可为履带巡检机器人在煤矿井下的智能控制提供理论依据。     

重载货车挂档下坡速度变化特征仿真

为提高长大下坡道路大型车辆行车安全,建立了重载货车整车模型和道路模型,分析了载重量、挂档档位、路面坡度与挂档车速之间的关联和影响,探讨了挂档车速的波动特性及挂档机理,得到了不同坡度各档位挂档车速变化范围,提出了在挂档决策基础上结合驾驶人操纵行为特征谱的新型仿真模式。仿真结果表明:在挂档决策基础上结合驾驶人操纵行为特征谱分析长大下坡车辆行驶安全更具可靠性,从而为驾驶人挂档决策、道路行驶安全研究提供依据。     

基于RecurDyn的平架湿地型履带推土机转向性能分析

为使平架湿地型履带推土机在湿地路面实现更高效转向，分析湿地土壤物理特性对该类车辆转向性能的影响.利用PRO/E和RecurDyn软件创建履带推土机三维模型，建立不同含水量湿地路面模型，对模型进行不同载荷下的多体动力学仿真，对比分析履带推土机转向半径、转向极横向偏移量、左侧履带驱动牵引力和右侧履带制动力，得出不同湿地土壤、不同载荷下平架湿地型履带推土机的转向性能参数变化规律.