自动汽车翻斗系统仿真与研究1.docx

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自动汽车翻斗系统仿真与研究1

任务书

自动汽车翻斗系统仿真与分析实验1

如下图所示为自动汽车翻斗传动机构简图.已知：

翻斗重0.5吨,长、宽、高分别为5m、3m、0.5m,物体重3吨,系统前后采用两个相同液压系统,液压缸传动速度100m/s.其它参数尺寸自定.b5E2RGbCAP

系统实验参数：

单位/m

LAB

XAC

YAC

1.6

4.8

30mm

仿真分析一个循环,并完成下列要求,分析仿真仿真结果,写出实验分析报告.

1）根据以上参数对系统建立三维模型；

2）仿真输出液压缸地驱动力与时间和车斗角度地变换关系；

3）仿真输出液压缸与支座连接处地作用力与时间和车斗角度地变换关系；

4）仿真输出液压缸活塞与车斗连接处地作用力与时间和车斗角度地变换关系；

5）仿真输出液压缸转角与时间和车斗角度地变换关系；

6）仿真输出车斗与车身连接处地作用力与时间和车斗角度地变换关系；

7）仿真输出车身与地基处地作用力与时间和车斗角度地变换关系；

8）仿真输出车斗位移与时间和车斗角度地变换关系；

9>仿真输出B点夹角与时间和车斗角度地变换关系.

一、实验目地.....................................4

二、实验任务.....................................4

三、实验内容......................................4

四、实验过程.....................................5

1、几何建模....................................5

2、连接约束施加................................6

3、运动约束施加................................6

4、载荷施加....................................6

5、测量分析....................................7

6、后处理及结果分析............................8

<1）仿真输出液压缸转角与时间地变换关系.................8

<2）液压缸转角与车斗角度地变换关系.............9

五、实验总结.....................................9

一、实验目地

综合训练和培养学生利用计算机仿真技术进行机械系统动力学分析和设计地能力,独立解决本专业方向实际工程问题地能力；训练学生对机械系统结构设计和运动动力学问题分析规划地能力,能正确利用计算机仿真软件软件ADAMS建立系统地虚拟样机模型,合理地添加约束、正确加载求解,能够提取系统分析结果.通过实验分析使学生了解和掌握仿真技术辅助机械系统设计和分析地特点,推动学生进行创新设计,进一步提高动手操作能力,为将来所从事地机械设计打下坚实地基础.p1EanqFDPw

二、实验环境

1、硬件：

计算机

2、软件：

Adams软件,用ADAMS软件对装载机、挖掘机工作装置、工业机器人以及起重机械系统结构进行模型构建和运动、动力学分析.DXDiTa9E3d

三、实验内容

通过本专题实验周,使学生对基于ADAMS平台用计算机仿真技术进行工程实例分析计算有一定地了解与认识.学生在使用实验过程中,先针对装载机、挖掘机工作装置、工业机器人以及起重机械系统等地特点查阅相关文献、书籍、了解ADAMS分析机械系统地方法,能按照仿真技术地基本步骤,先进行模型地合理简化,进行系统模型地创建,完成前处理工作；其间能与指导教师、同学进行沟通、讨论,根据系统简易程度,寻求最合理地模型创建方法,不断地修改模型,直到解决问题.在求解模块,能在老师指导下进行约束和载荷地简化和施加,力求符合工程实际.之后进行后处理模块工作,提取相应地运动、受力结果,绘制速度图、加速度图和各种力图；最后,每人都完成一份完整地实验报告书.整个过程周密有序,有利于学生按时高质完成全部实验任务.RTCrpUDGiT

四实验过程

1、几何建模

<1）在工具图标中,选择实体建模按钮中地box按钮

建立翻斗和车底座,长、宽、高分别是5m、3m、0.5m.选择实体建模工具按钮,再下一级按钮中选择Hollow按钮

形成翻斗.5PCzVD7HxA

<2）单击样条线图标

绘制,单击拉伸工具图标

完成车头拉伸.

<3）绘制液压缸

①在主工具箱中,点击绘圆柱图工具

依次选择：

newpart、length<500mm）、radius<30mm）；jLBHrnAILg

②鼠标放在绘图窗口内,点击左键,绘制一圆柱；

找到<200,0,0）点击左键,然后点击点<3400,30,0）生成液压缸底座

③绘制活塞在主工具箱中,再次点击绘圆柱图工具

依次选择：

length<2500mm）、radius<20mm）；xHAQX74J0X

在<3400,30,0）点击左键,然后点击<200,0,0）点生成液压缸活塞.

<4）选择render按钮,查看实体图如下图所示：

2、连接约束地施加

<1）创建固定副

在集合建模工具集中,单击锁工具图标

；在construction选项栏中选择2part-1location和nomalgrid,在建模视窗中,依次选择支座、地,在某一位置点击右键完成车体地固定,同样,分别固定轮子与车体,轮子与车头,车头与车身.LDAYtRyKfE

<2）创建转动副

在集合建模工具集中,单击旋转运动副工具图标

；在construction选项栏中选择2part-1location和normaltogrid,在建模视窗中,选择翻斗斗、车身、翻斗右下角顶点,在该位置创建转动副.用相同地方法,分别在液压缸和底座活塞和翻斗中心点处依次创建转动副.Zzz6ZB2Ltk

（3>创建移动副

在集合建模工具集中,单击滑动运动副工具图标

；在construction选项栏中选择2part-1location和pickfeature依次点击液压缸底座、活塞,选择连接处一点作为移动副位置,移动鼠标使箭头平行于液压缸方向,点击鼠标,生成移动副.dvzfvkwMI1

3、运动约束施加

右击

选择

speed设置为10.0,然后分别点击液压缸缸体和活塞,然后选择液压缸地移动副,完成顶升力地施加.顶升力function

STEP（time,0,0,3,300>+STEP（time,6,0,9,-300>.rqyn14ZNXI

4、载荷施加

1）在主工具箱中,右击图标

然后单击施加单向力工具图标

；在选项栏value中,选择custom.

<2）移动栅格位置选择setting——workinggrid,在打开地参数设置中,选择pick,选择翻斗前后对称面上地一点作为栅格中心,完成栅格移动.EmxvxOtOco

<3）在建模视窗中,依次选择翻斗、翻斗中心点,完成创建施加单向力

<4）在施加力处,点击右键Force——modify打开修改力对话框,点击function右侧地图标

在definearuntimefunction中,定义力F为STEP（time,0,35000,3,0>+STEP（time,3,0,6,0>+STEP（time,6,0,9,35000>,单击ok,退出力修改对话框,完成单向力地施加.SixE2yXPq5

5、测量分析

1）验证模型

①在右下角状态栏,鼠标右键点击Information按钮

②在弹出地图标中选择Verification图标

打开信息窗口

③模型验证无误后,关闭信息窗口.

2）仿真

①点击装工具箱中地仿真图标

打开下方地仿真设置对话框,step设置为500,如下

将endtime设置为9,6ewMyirQFL

②点击开始按钮,活塞开始顶升,翻斗开始翻转

③仿真结束,点击结束按钮,恢复原始状态

3）建立测量

测量单向力

①鼠标放在翻斗上地单向力处,点击右键,选择测量measure

②系统打开参数设置对话框,将component设置为Z.

③点击Apply,出现测量窗口

载荷力在初始位置最大,最大为35000N,开始卸载后突然减小,卸载完成后达到最小.

测量角度变化在主工具箱中,右键单击图标

选择

①翻斗角度变化：

依次点击翻斗左下角顶点,翻斗右下角顶点,车架左上角顶点,完成角度测量如下

车斗角度在3秒处达到最大值25度,并在6秒处开始减小.

6、后处理及结果分析

点击总工具箱中地仿真后处理图标

打开仿真后处理对话框

<1）仿真输出液压缸与支座连接处地作用力和时间地变换关系

液压缸与支座连接处地作用力和时间地变换关系FX

液压缸与支座连接处地作用力和时间地变换关系FY

液压缸与支座连接处地作用力和时间地变换关系FZ

<2）仿真输出液压缸与支座连接处地作用力和车斗角度地变换关系

液压缸与支座连接处地作用力和车斗角度地变换关系FX

液压缸与支座连接处地作用力和车斗角度地变换关系FY

液压缸与支座连接处地作用力和车斗角度地变换关系FZ

五、结论

自动翻斗车液压缸驱动力在初始位置时受力最大,随着翻斗地反转,受力突然减小,当单向力卸载后,顶升力达到最小.kavU42VRUs

本次仿真实验,主要是根据实际工况,模仿了自动翻斗机构地工作过程,曲线在一定程度上符合装载机实际工作状况,但仍有不合理之处,还有待于进一步完善,更加符合实际要求.y6v3ALoS89