液压挖掘机工作装置仿真分析

基于三维软件pro／e建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型。在多体动力学软件Adams中对工作装置虚拟样机进行了运动学及动力学仿真分析,得出了挖掘机工作装置主要工作范围尺寸及在典型挖掘工况下各铰点的受力情况。为挖掘机构件进行有限元分析及改进提供了依据。     

基于虚拟样机技术挖掘机工作装置动力学分析及仿真

应用拉格朗日动力学原理建立挖掘机工作装置动力学数学模型,以某型23 t挖掘机工作装置为研究对象,采用Pro/E软件对该挖掘机工作装置建立三维实体模型,用虚拟样机技术与动力学仿真软件ADAMS对挖掘机工作装置进行运动学和动力学仿真,获得挖掘机工作尺寸参数、各铰接点处的受力情况及相关受力曲线。研究结果表明:运用拉格朗日动力学原理建立的挖掘机工作装置动力学数学模型,为挖掘机工作装置仿真研究提供了便利;最大挖掘高度、最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘半径停机面上最大挖掘半径与实际作业结果相吻合,通过动力学仿真分析得出的各液压缸受力曲线及挖掘机各关键铰接点的受力曲线,为挖掘机工作装置结构设计与产品优化提供了依据和方法。     

基于作业路径的液压挖掘机挖掘性能

为了解决中国液压挖掘机挖掘过程中挖掘力不足的问题,提出一种基于作业路径的液压挖掘机挖掘性能分析新方法。充分考虑挖掘机连续挖掘的习惯特点,定义挖掘作业路径由铲斗挖掘轨迹和斗杆挖掘轨迹复合组成,依据动臂工作位置将可行挖掘域分成一系列作业路径,基于挖掘作业路径上离散点的整机挖掘力参数来评估挖掘机的挖掘性能。基于新分析方法对1台中国产液压挖掘机和同吨位日本产液压挖掘机进行挖掘性能分析对比。研究结果表明:中国产挖掘机和进口挖掘机作业路径上最大挖掘力相差达20kN,斗杆挖掘充分发挥比例相差达12%,充分解释了中国自主生产的液压挖掘机挖掘性能不足的原因;该新方法对挖掘机的设计具有理论意义,同时推动了中国挖掘机研究工作的进一步发展。     

液压挖掘机混合动力系统节能特性及试验研究

针对目前液压挖掘机能量利用率低、油耗高的问题,分析挖掘机在典型作业工况下的能量损耗,确定混合动力系统进行节能研究的重要方向.根据混合动力挖掘机的特点,提出基于超级电容与电机的并联式油电混合动力系统方案,以山河智能公司20吨级液压挖掘机为平台建立系统仿真模型,对系统动力耦合特性、控制策略及超级电容SOC等因素给混合动力挖掘机节能效果带来的影响进行理论计算和仿真分析,并对系统关键参数进行了优化匹配.搭建液压挖掘机混合动力系统试验平台,对系统的节能效果进行试验验证.研究结果表明,采用油电并联混合动力系统,并选择合适的动力耦合参数、瞬时优化控制策略及超级电容SOC补偿参数有利于提高液压挖掘机的节能指标,节能效率可改善20%以上.     

挖掘机回转电液能量回收系统仿真与试验

文章以挖掘机节能研究为目的,提出了一种基于电液联合回收的挖掘机回收节能系统;为了从理论上分析和评价节能系统的性能,在分析各主要元件数学模型的基础上建立了电液联合回收系统仿真模型,从能量流与能量损失构成2个方面进行了仿真分析;为了验证系统的性能,在23t级液压挖掘机上搭建了基于电液联合回收的回转节能系统试验与测试平台,并进行了试验分析。仿真与试验结果表明:在一个回转工作周期内,起动溢流是能量损失的主要因素,约占损失能量的42%;回转能量回收率约为34.3%,在回收的能量中约有60%通过液压辅助泵直接输出到原有液压系统进行了再生。     

液压支架虚拟样机设计及应用

虚拟样机用来代替真实样机,用计算机仿真模型数字化技术代替物理样机设计和制造,有多体系统运动学和控制理论等为核心。文章分析了液压支架虚拟样机功能组成,对液压支架虚拟样机设计和应用做了分析。     

液压挖掘机工作装置建模分析与仿真

针对液压挖掘机运动学和动力学建模复杂过程,以某型6 t挖掘机工作装置为研究对象,利用SimMechanics对机械结构进行快速建模,从而代替运动学模型获得挖掘机机构模型.采用Pro/E软件对液压挖掘机工作装置建立三维模型,将其导入ADAMS环境中,并对比验证作业结果.在ADAMS软件中,对挖掘机工作装置进行动力学仿真,得到液压挖掘机的工作特性曲线.仿真结果表明:理论上添加的载荷能够体现在各个驱动关节处受力变化中,相比其他阶段,在挖掘阶段关节受力矩变化影响较为复杂.     

液压支架的数字化样机设计与仿真

液压支架是综采工作面核心设备,采用Pro/E软件实现液压支架零件的三维实体建模,本文通过虚拟装配建立液压支架的数字化样机,利用Pro/E的仿真功能对支架的伸柱、降柱、推溜、移架的运动过程进行了运动仿真,研究样机的运动学特性。液压支架数字化样机的建立可以缩短其设计周期并提高设计质量,有助于液压支架的优化设计。     

基于阻力特性的液压挖掘机复合挖掘力建模

基于挖掘过程中三缸联动的实际作业状态,提出复合挖掘力概念.根据动臂、斗杆和铲斗的各自分工确定复合挖掘力限制条件;利用阻力角和差值角的主值区间确定复合挖掘力方向角的取值范围;假设给定挖掘姿态下复合挖掘力大小随方向角渐变,建立复合挖掘力计算模型.以某36 t反铲液压挖掘机为例,验证了该假设的正确性.以真实挖掘轨迹和测试挖掘阻力为基准,对比现有理论挖掘力模型和复合挖掘力模型的计算结果,结果表明后者能够更准确地估算挖掘机的复合挖掘能力.该研究为挖掘机工作装置的优化设计和强度分析提供了评价标准和计算依据.     

液压挖掘机的动应力测试与瞬态分析

采用动态测试和瞬态分析方法研究液压挖掘机工作装置在常态挖掘过程中的动应力特性,首先针对某反铲液压挖掘机的常态挖掘过程,搭建动应变、油压和角位移的同步采集测试平台;然后基于达朗贝尔动静法原理,分别建立动臂、斗杆和铲斗的动平衡方程,并代入测试数据计算出构件各铰点的动载荷谱,将其转换到随体坐标系中再进行瞬态分析.动态测试和瞬态分析对比结果表明,仿真应力与测试应力的变化规律一致,瞬态分析能够得到挖掘机工作装置整体的动应力特性,可以作为判断工作装置动应力分布规律和危险截面的依据.     

车用双筒液压减振器动态响应的试验与仿真

在ADAMS环境下，开发出双筒液压减振器的虚拟样机，并研究了减振器强非线性。将减振器速度外特性试验曲线拟合为速度外特性不对称非线性迟滞环，取代了常规减振器建模中的速度外特性不对称双线性化模型。采用实际减振器的几何参数、物理特性以及动态约束，经动态仿真分析表明，数值仿真与台架试验结果基本相符。因此，该减振器虚拟样机建模是正确的，可以减振器优化设计和整车性能匹配改进提供开发平台。     

矿用挖掘装载机工作机构运动学仿真研究

采用多体动力学仿真的方法,利用ADAMS软件对某型号矿用挖掘装载机工作装置进行运动学及动力学仿真分析,建立简化的工作机构虚拟样机模型。依据实际样机施加各运动副和运动驱动进行仿真分析,获得了机构运动轨迹以及关键铰链受力情况,可为矿用挖掘装载机反铲工作装置的设计提供参考的依据。     

基于ADAMS的新型PT保护装置快速脱扣机构

基于SOLIDWORKS建立新型PT保护装置快速电磁脱扣机构模型,并在机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical system,ADAMS)中建立快速脱扣机构虚拟样机,通过对虚拟样机进行理论力学分析、动力学仿真,得到快速脱扣机构在临界脱扣时预压紧弹簧力与分闸力的关系曲线,发现小的预压弹簧力(20 N)需要大分闸力(60 N)才能脱扣.样机脱扣实验验证了此种关系.此机构有效节省了整体装置因复杂连杆机构产生的成本.     

挖掘机在复杂路面条件下行走稳定性仿真

研究履带式挖掘机行驶过程中的跑偏及履带系统的受力情况.应用PROE建立挖掘机的主体模型,将其导入到多体动力学软件RecurDyn中,利用RecurDyn建立挖掘机行走履带系统的虚拟样机模型,应Ground模块建立路面横、纵向倾斜模型,仿真研究了挖掘机在复杂路面条件下行驶时履带部张紧油缸的受力、驱动轮的受力与矩特性,以及挖掘机重心的位移、加速度变化情况.仿真结果表明:挖掘机在上、下坡过程中履带各关键部件受力存在一定的冲击,行走时存在着的跑偏现象,路面纵向坡度对跑偏影响较大,横向坡度次之.通过对仿真结果的分析得出加大张紧油缸的预张力能够减小上、下坡过程中跑偏及振动状况.     

基于虚拟样机技术的液压支架动力学建模与分析

介绍了虚拟样机的知识架构,并以液压支架为目标,通过建造虚拟样机模型,并在其基础上进行动力学仿真,为研究人员创建虚拟设计环境,高效率地实现对整机性能的评估提供了技术支持。     

液压挖掘机工作装置CAD/CAE联合仿真研究

文章将CAD/CAE技术应用到液压挖掘机的研究与开发中,主要对液压挖掘机工作装置进行了分析。通过三维建模软件Pro/ENGINEER创建挖掘机工作装置三维模型,然后导入动力学分析软件Adams进行运动学和动力学分析,运用Ansys软件分析其强度并进行了优化设计,实现了液压挖掘机工作装置的CAD/CAE联合仿真与研究。该...     

液压挖掘机负流量控制系统的节能分析与实现

文章对挖掘机中的液压系统的节能效果进行了分析;建立了基于六通型多路阀的电液比例负流量控制系统的控制模型,提出了该系统节能控制的设计原则,并对此模型进行了计算机仿真计算;在自行研制的试验样机上进行的试验表明,该控制系统具有显著的节能和调速性能。     

一种新型液压微耕机的结构设计

鉴于传统微耕机的操控性和舒适性不好,分析其结构原理的优缺点后,提出了用液压动力总成代替传统机械动力总成的新型液压微耕机.依据其结构原理,进行了三维建模设计,并通过虚拟装配做成虚拟样机进行运动仿真试验以优化三维模型.由最终的三维模型做成了原理验证机并进行了实机试验.试验表明:新型液压微耕机的操控性和舒适性都得到了很大的改善,对于传统微耕机的改进升级有较大的指导价值.     

新型振动捣固臂的动力学分析

根据新捣固机的工作原理,对核心部件捣固臂进行建模和结构分析,完成整个机械结构的设计,确定装置中主要结构尺寸及相关的工作参数。通过虚拟样机技术及仿真软件平台Pro/E,建立新捣固机的虚拟样机,并进行运动学仿真。研究结果表明:新捣固机的捣固臂采用负载自适应、频率和振幅连续可调的液压振动技术,克服了强迫振动加速捣镐磨损以及夹持液压缸摆动的缺陷。     

基于ADAMS对栽植器滑道工作稳定性的仿真分析

对钵苗在滑道上的运动进行了仿真分析和虚拟试验,同时还进行了与物理样机的试验对照,通过单因素试验及试验分析,表明虚拟试验与物理样机试验结果比较接近,证明了滑道模型建立的合理性,参数选择恰当.从中得到了滑道倾角的取值范围,对设计物理样机有一定指导意义.