基于多体动力学的混凝土泵车臂架的运动分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程建立了四节臂混凝土泵车臂架的刚性运动微分方程.通过对泵车臂架运动微分方程的推导和数值求解,对各臂杆的转角和末端轨迹进行了分析.采用动力学仿真软件对混凝土泵车的臂架建立了刚性仿真模型,选取与数值求解相同的参数进行仿真,对比仿真结果和数值求解得到的轨迹,两种方法的结果基本一致.证明了采用多体动力学方法建立的混凝土泵车臂架的运动方程,可以准确地描述泵车的各项动力学特性.     

混凝土泵车臂架实验台数值仿真和振动特性

针对泵车臂架末端运动轨迹确定和动力学求解困难的问题,建立泵车臂架实验台刚体模型;采用模态缩减技术对臂架柔性化,建立臂架系统的多柔体模型,然后利用虚拟弹簧阻尼法建立四节臂液压驱动油缸的等效模型,研究臂架系统臂、连杆、铰之间的运动学、动力学规律,对比分析臂架系统刚体模型、柔体模型和加液压油缸等效柔体模型的末端位移、液压缸运动受力以及整体臂架系统的第一阶固有频率。研究结果表明:臂架柔体模型运动停止后存在振动衰减的过程,其末端位移量比刚体模型增大数倍,柔性体液压缸关键部位的受力比刚体模型也大幅增加,第一节臂对整体末端振动位移的贡献最大,液压油缸的等效分析对固有频率值的影响较大。最后通过臂架实验台验证了建模和分析方法的正确性,为臂架系统低频振动抑制、轨迹规划和疲劳分析提供参考。     

混凝土泵车臂架振动分析

目的分析系统组成和工作过程,建立混凝土泵车臂架系统的动态数学模型,研究臂架系统的动力学特性.方法根据虚功原理和拉格朗日方程建立了商品混凝土泵车的臂架系统的动力学方程,以某型号混凝土泵车臂架系统的参数为依据,在几个特征工作点对方程进行了线性化,得到反映实际的动态数学模型,以此搭建Matlab/Simulink仿真模型.结果通过运行Matlab/Simulink仿真运算,得到了各臂架油缸活塞位移和末端在不同工况下的振荡运动轨迹.结论混凝土泵车臂架系统的振动仿真可以比较真实地反映出臂架系统在实际浇筑过程中的振动情况,对混凝土泵车臂架系统的设计及减小臂架振动有一定的指导作用.     

基于刚柔耦合模型的泵车臂架动力学仿真与优化

为使混凝土泵车臂架系统的计算机仿真模型更好地体现实际情况,根据机器人运动学理论和拉格朗日方程,通过递推形式确定了混凝土泵车柔性臂架系统的动力学方程,并运用计算机联合仿真技术对混凝土泵车臂架系统进行柔性仿真,同时优化了臂架系统上的驱动力,结果显示不断改变铰点位置能明显降低变幅机构中油缸的最大受力数值.仿真结果表明,柔性臂架模型更符合实际情况,为混凝土泵车臂架改进设计和机器人化提供了理论依据.     

五节臂混凝土泵车的有限元建模与模态分析

为了分析泵车臂架间连接销的轴径向间隙对固有频率的影响,利用有限元软件ANSYS建立5节臂混凝土泵车整车有限元模型,选取常用三种工作姿态进行了模态分析.采用约束方程和弹簧单元相结合的方法模拟销轴径向间隙,分析得出泵车各姿态时的1阶和2阶固有频率以及相应振型.仿真结果表明,销轴径向间隙使泵车臂架固有频率降低,最大减小率达3...     

带铰弹性开环多体臂架变位姿固有频率算法

针对多体泵车臂架作业中频繁位姿变换固有频率不易求解的问题,采用多体传递矩阵法建立四节臂架动力学模型,模型分为A和B 2个子系统,子系统A为第1节臂、支座油缸连接,子系统B为后3节臂、油缸连接。加入液压驱动油缸两端铰弹性的影响,进行整体模型封装分析4种常用位姿的固有频率,并在已有臂架实验台上进行实验验证。研究结果表明:采用多体传递矩阵法求解变位姿多体系统臂架固有频率避免了传统方法中重新设定计算的步骤,4种位姿加入铰弹性的固有频率均比理想铰降低且更接近实测值,为此类机械的变位姿频率计算和整车实时振动控制提供参考。     

资讯·瞭望

关注中国科技新脚印全球最长混凝土臂架泵车在长沙下线臂架展开高度达101米的混凝土臂架泵车在长沙成功下线,获得"全球最长混凝土臂架泵车"等多项吉尼斯世界纪录认证。这是中联重科与其并购的意大利CIFA公司共同打造的新一代复合技术产品,创造了泵车设计史上的又一奇迹。该泵车的碳纤维臂架结构7节臂技术,使泵车臂架重量减轻     

基于自抗扰控制的混凝土浇筑轨迹跟踪控制

为实现混凝土泵车高性能浇筑轨迹跟踪控制，抑制浇筑过程中由于混凝土泵送、风力等干扰对浇筑轨迹跟踪的影响，研究了混凝土泵车臂架系统的数学建模、浇筑轨迹跟踪控制问题。在分析臂架系统组成并建立连杆坐标系的基础上，应用拉格朗日方法建立了臂架系统的动力学模型。建立了泵送过程中混凝土与各臂架之间的摩擦力以及作用于臂架系统末端反向冲击力的数学模型。考虑混凝土泵送以及外部不可测量、不可预期的干扰作用于混凝土泵车臂架系统的情况，设计自抗扰控制(ADRC)方法。仿真结果表明，所设计的ADRC方法，对混凝土泵送干扰以及外部不确定干扰具有较好的抑制作用，实现了混凝土泵车臂架系统末端快速高精度轨迹跟踪控制，满足混凝土浇筑要求。     

混凝土泵车臂架D-H矩阵分析与仿真

本文根据机器人学基本理论,在忽略混凝土泵车臂架基本外形的前提下,对臂架系统进行杆件简化,建立了混凝土泵车臂架系统的D-H矩阵模型,并完成了混凝土泵车臂架系统的运动学分析,为开展智能混凝土泵车的研究奠定了理论基础。     

混凝土泵车结构模态分析与试验

针对混凝土泵车臂架系统振动过大的问题,使用ADAMS软件建立了泵车臂架系统的动力学仿真分析模型。通过模态分析,得到了该泵车的固有频率和振型,其一阶固有频率为0.3765Hz,实测一阶固有频率为0.370～0.375Hz,证实了仿真计算的可靠性。实测系统激扰频率为0.296～0.375Hz,与一阶固有频率比较一致,从而找出了该泵车臂架部分振动较大的原因,为该泵车结构改进提供了依据。     

铰接式自卸汽车平顺性仿真

针对开发的重型铰接式自卸汽车,应用多体动力学分析软件ADAMS建立了铰接式自卸汽车虚拟样机模型,并进行了随机路面下的平顺性仿真研究,为评价铰接式自卸汽车驾驶员乘坐舒适性提供了一定的参考依据。     

平衡悬架钢板弹簧模型的建立与仿真

为更好分析重型卡车平衡悬架钢板弹簧的性能,应用离散梁单元方法创建了某重型卡车平衡悬架钢板弹簧的多体动力学模型,解决了重型卡车平衡悬架钢板弹簧大变形、接触非线性以及干摩擦等问题。通过调整离散梁单元的各项参数,得出了与实际钢板弹簧的垂向刚度变化和迟滞特性一致的模型。研究结果表明采用离散梁单元法建立的平衡悬架钢板弹簧模型能更真实、可靠地反映钢板弹簧的特性,也为整车动力学模型的建立提供了既准确又方便的平衡悬架钢板弹簧模型。     

三轴转台模糊PID控制研究

以三轴转台为研究对象,利用多刚体系统运动理论和欧-拉方程建立了动力学模型,并运用模糊理论构造了模糊自适应PID控制器,利用Matlab中的Simulink进行仿真.结果表明,模糊PID控制器可显著改善控制系统对动态目标的捕获跟踪能力,提高跟踪精度.     

塔式起重机双拉杆变截面臂架计算

本文将塔式起重机变截面水平臂架视为超静定连续梁,建立含有Heaviside函数的弹性支承变截面连续梁变形微分方程,借助力矩平衡方程,编制程序,求解出臂架拉杆力,从而确定变截面臂架任意截面的内力和变形。     

铰接式自卸车操纵稳定性

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法,建立了六自由度铰接式自卸车操纵稳定性模型.用MATLAB计算出XAD250型铰接式自卸车满载与空载时的横摆角速度增益曲线,得出空载时具有较大的不足转向特性.使用该模型进一步计算了轮胎侧偏刚度、后节质心布置以及悬架系统参数等,以便研究它们对铰接式自卸车操纵稳定性的影响.     

基于虚拟仿真技术的汽车底盘综合控制系统研究

在ADAMS/Car中建立了轿车底盘多体动力学模型,并应用ADAMS/Mechatronics模块建立ABS＋ESP综合控制系统,然后通过ADAMS/Mechatronics模块与MATLAB/Simulink接口实现联合仿真。通过几种行驶工况下对汽车底盘综合控制系统的仿真实验,表明利用ADAMS/Car和MATLAB软件可以进行汽车底盘综合控制系统的联合仿真试验,提高了车辆的操纵稳定性和主动安全性,并为以后的研究提供了参考。     

基于联合仿真技术车辆有限带宽主动悬架控制系统

叙述了基于联合仿真技术某工程车辆有限带宽主动悬架控制器的设计过程.首先在ADAMS/View软件环境下建立了该工程车辆虚拟样机,并利用实车道路试验数据对其进行了验证;设计了基于联合PID和模糊控制策略的有限带宽主动悬架控制器,并用Matlab/Simulink的S-Function函数模块编制了控制算法以及定义了与ADAMS/View环境下车辆模型数据交换的接口.然后基于ADAMS/View和Matlab/Simulink对设计的控制器进行联合仿真,标定控制器参数直至达到满意控制效果.最后与被动悬架系统进行了对比,结果表明,本文设计的有限带宽主动悬架控制器改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,从而提高了车辆的最大行驶速度.     

含闭链异构双腿行走机器人动力学建模与求解

建立了简化的9连杆异构双腿行走机器人模型并给出了机构中存在的封闭链约束方程.采用带约束的多体系统拉格朗日方程建立了系统的动力学模型.对约束求导,给微分-代数混合的动力学方程添加扩展方程,采用预估-校正数值积分方法进行求解.将数值解对约束的不满足作为反馈,给出误差反馈控制方法,来减小数值积分带来的误差,保证算法收敛.针对仿生腿侧进行了动力学仿真计算,比较了带和不带误差反馈数值积分算法解对约束的满足程度以及正逆解的一致性程度.仿真表明建模方法可行且误差反馈控制数值积分可减小数值积分误差,防止误差积累.     

多柔体系统碰撞的动力学建模研究

针对多体碰撞时无法详细描述碰撞过程的问题,本文利用碰撞弹簧概念,结合多柔体系统动力学方程,建立了多体系统坠落碰撞的动力学模型,并通过求出响应,使这一问题得到解决。