核岛支架安装车升降臂机液耦合动力学建模

发布时间：2025-02-09 17:27

　　 为研究核岛支架安装车双平行四边形升降机构内在的复杂动态特性,需建立升降臂工作过程准确的动力学模型。通过分析升降臂结构组成和工作原理,运用AMESim平面机构库的转动铰、刚体杆件和移动铰等单元,建立升降臂机械系统多体动力学模型;利用AMESim标准液压库的变量泵、负载敏感阀和油缸等单元,建立升降臂液压系统驱动力模型;根据油缸和移动铰的输入输出状态变量相互作用关系,建立升降臂机液耦合动力学模型。仿真分析升降臂起升过程的动力学性能,并搭建试验平台进行测试。研究结果表明:升降臂起升初始阶段,系统压力有一定振荡,但最终趋于平稳;双平行四边形机构转角方向相反,转角大小相等,能够实现支架垂直升降;油缸工作压力、连杆转动角度的数值模拟结果能与试验结果较好吻合,利用该模型可以预测铰点约束力等状态变量的动态特性,为进一步分析和优化升降臂动力学性能提供参考。

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【部分图文】：

图1 升降臂结构组成和工作原理

图1所示为升降臂的结构组成,从图中可以看出,通过铰点A,B,C,D,连杆1、连杆2分别和转台、铰支座1铰接构成下平行四边形连杆机构;通过铰点E,F,G,H,连杆3、连杆4分别和铰支座1、铰支座2铰接构成上平行四边形连杆机构,两平行四边形连杆机构上下对称布置;通过铰点M,N,中间连....

图2 刚体杆件简图

取μxi=-(xˉisinθG+yˉicosθG),μyi=xˉicosθG-yˉisinθG。式(2)可以简化为:

图3 转动铰简图

式中,T1,T2分别为转动铰铰接处端口1,2的转矩;kz为铰接处扭转刚度系数;bz为铰接处转动黏性阻尼系数;θ1,θ2,ω1,ω2分别为端口1,2的转动角度和角速度。3)移动铰动力学建模

图4 移动铰建模

如图4所示,两刚体杆件通过移动副连接,将体坐标系分别固定在两杆件上。通过计算两端口的几何约束和运动约束关系,可以求得油缸的压力,而油缸的高压液压油又驱动两刚体杆件发生相对运动,完成执行机构的作业动作,其驱动力大小为油缸两腔液压油有效作用力之差。移动铰角度约束关系式为:

本文编号：4032603