强夯机多体系统刚柔耦合动力学仿真与结构优化

发布时间：2021-02-05 20:30

　　针对强夯机满载率高,起重卸载频繁,工作环境恶劣等特点,以某新型强夯机为研究对象,基于多体系统动力学理论,考虑臂架各部件的柔性,建立了强夯机多体系统刚柔耦合动力学模型,通过动态响应仿真与试验对比,研究了整机在典型工况下的动力学特性,得出了臂架关键部件的运动规律及应力结果。借助于刚柔耦合动力学计算结果,根据优化设计理论和方法建立臂架结构优化的数学模型,通过优化计算后的臂架结构应力减少12.48%,最大位移减少15.47%,臂架总质量减少6.52%,强度得以充分发挥,整机各项性能得以改善。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(22)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

强夯机结构简图

根据强夯机臂架在工作时的运动规律(臂架沿纵向绕平台旋转和沿横向绕底座旋转,臂架本身的柔性变形),结合柔性多体系统动力学和有限单元法,在空间建立臂架的数学模型,如图2所示。图2中O-XYZ与大地相固连为惯性坐标系,其绝对速度为零。o-xyz为物体坐标系,随向量rA移动,并且绕OY轴转动,转动角为θ。物体坐标系与单元坐标系o-x′y′z′在原点重合,绕oz轴转动,转动角为γ。

柔性多体系统的动力学控制方程是强耦合、强非线性方程,这种方程的求解只能通过计算机用数值方法进行。采用多体动力学分析和有限元计算相结合的方法,基于NASTRAN平台考虑强夯机臂架的柔性变形得到柔性体特性文件,导入到ADAMS中构建整机刚柔耦合动力学模型继而对系统进行仿真分析,并对其关键部件臂架进行结构优化,整个分析流程分为3部分,如图3所示。2.1 臂架钢丝绳建模

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的转子支座静刚度计算方法及实验验证[J]. 李志鹏,雷晓波,房剑锋,张强波,许艳芝.  科学技术与工程. 2019(24)
[2]某潜艇模型不同潜深弹性形变阻力误差补偿理论[J]. 罗朋,陆晓,何超,魏飞,李徐.  科学技术与工程. 2019(18)
[3]基于扩展有限元的单径向井压裂裂缝扩展规律[J]. 李小龙.  科学技术与工程. 2019(07)
[4]可变换3-PRS并联机构的运动学及动力学仿真研究[J]. 孙付伟,陈国强,代军,孟凡茂,刘念.  制造业自动化. 2019(02)
[5]强夯法处治新疆盐渍软弱土的机理及应用[J]. 善琦,韩鹏举,张宏伟,许华,程寅.  科学技术与工程. 2018(04)
[6]哥特式建筑风格与现代网壳结构设计的融合——角锥折板网壳参数化设计及形状优化[J]. 赵忠佳,鹿少博,鹿晓阳,赵晓伟,李龙.  科学技术与工程. 2016(03)
[7]公路拓宽地基强夯振动传播规律研究[J]. 姚占勇,金壮,张恺,张晓萌.  科学技术与工程. 2015(08)
[8]基于BP-HGA的起重机刚性支腿动态优化设计[J]. 童水光,王相兵,钟崴,张健.  浙江大学学报(工学版). 2013(01)
[9]基于刚柔耦合模型的强夯机动力学分析[J]. 高顺德,谢高兰,曹旭阳,白朝阳,李冬.  中国工程机械学报. 2011(03)

硕士论文
[1]履带起重机桁架臂非线性动力学分析[D]. 毕树杰.大连理工大学 2018
[2]履带起重机液压防后倾系统动态特性研究[D]. 徐齐.大连理工大学 2017
[3]大型履带式起重机接地比压分布研究及工程应用[D]. 汤渊.上海交通大学 2017



本文编号：3019532