基于Pro/E_ADAMS的液壓挖掘機工作裝置的動力學仿真分析

2014-11-27 呂廣明 哈爾濱工業(yè)大學機電學院

  以液壓挖掘機工作裝置為研究對象,通過Pro/E建立液壓挖掘機虛擬樣機模型,模擬其在真實環(huán)境下的工作狀態(tài),并利用ADAMS對虛擬樣機進行動力學仿真,得到液壓挖掘機動臂、斗桿和鏟斗各鉸點受力的變化規(guī)律曲線,為挖掘機機構的有限元分析提供依據。

  液壓挖掘機工作裝置實物樣機如圖1所示。作為一個多體動力學系統,其動力學分析比較復雜,而且不易作進一步優(yōu)化,而虛擬樣機技術作為一種等效數字模型,可替代物理樣機,為挖掘機的動力學分析開辟了一個新的途徑。而且虛擬樣機技術可以通過不斷地反饋指導設計,進一步達到最優(yōu)。

基于Pro/E_ADAMS的液壓挖掘機工作裝置的動力學仿真分析

圖1 實物樣機

  本文首先通過Pro/E建立液壓挖掘機虛擬樣機模型,模擬其在真實環(huán)境下的工作狀態(tài),并利用ADAMS對虛擬樣機進行動力學仿真,得到液壓挖掘機動臂、斗桿和鏟斗各鉸點受力的變化規(guī)律曲線,可為挖掘機機構的有限元分析提供依據,進而實現挖掘機本體結構的優(yōu)化。

1、虛擬樣機的建立

  1.1、三維模型的建立和導入

  液壓挖掘機工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗及其液壓缸組成,本文先對挖掘機的各個零件進行建模,然后將各個零件進行子裝配,最后整體裝配建立挖掘機三維實體模型,如圖2所示。

基于Pro/E_ADAMS的液壓挖掘機工作裝置的動力學仿真分析

圖2 液壓挖掘機三維實體模型

  目前數據傳輸在ADAMS與Pro/E之間存在兩種不同方式:一是數據直接傳輸,要使用Pro/Mechanism接口;二是先在Pro/E中建立三維模型,再導入到ADAMS軟件中進行仿真。本文采用數據直接傳輸方法,當所需圖形文件參數需要修改時,可以直接通過Pro/E進行修改,簡單方便、便于操作。