随车起重机变幅机构仿真与优化设计.pdf

维普资讯 第 22卷 第 4期 河 北 建 筑 科 技 学 院 学 报 V01．22 No．4 2005年 12月 Journal of Hebei Institute of Architectural Science and Technology Dee．20o5 文章编号：1007—6743(2005)04—0094—03 随车起重机变幅机构仿真与优化设计 魏效玲，张宁博 ，景晓桓 (河北工程学院机电学院，河北 邯郸 056038) 摘要：利用机械系统运动及动力学仿真分析软件 ADAMS，对某随车起重机变幅机构的工作状况 进行动力学仿真分析，同时应用ADAMS软件的参数化分析功能对其进行设计研究、试验设计及 优化设计，可以有效地提高优化分析算法的可靠性和运算速度 ，从而获得变幅机构综合优化的 结构尺寸 ，提 高随车起重机的整体性能。 关键词：动力学仿真 ；随车起重机 ；优化设计 ；变幅机构 中图分类号 ：TD422．4 文献标识码 ：A 随车起重机是能实现货物 自行装卸和运输 的 组成。利用 ADAMS软件创建变幅机构仿真模型 专用汽车。它既有普通载货汽车的运输功能，又 时，各构件间的铰点位置是优化设计的对象、研究 有起重机的起 吊装卸功能，因此被广泛应用于交 的重点，而各构件的具体形状则对设计影响很小， 通运输、码头等各种行业。随车起重机 的变幅机 因此建模过程 中应保证铰点位置的准确 。在创建 构影响着整机的性能，是随车起重机 的一个重要 模型时，依据各部分的位置关系添加相关约束和 部分。变幅机构的结构参数合理与否，直接影响 驱动力。回转立柱和底座之间为固定副约束，主 到随车机的传力性能、结构的紧凑性 以及系统的 折叠臂与回转立柱之 间、次折叠臂与主折叠臂之 稳定性 。目前对于随车起重机变幅机构 的优化设 间、回转活塞与回转立柱之间为旋转副约束，回转 计 。还停留在传统的常规设计上。尽管也有利用 油缸与活塞之间为移动副约束，变幅机构的仿真 专用软件进行设计，但 由于这类软件往往只是针 模型如图 1。由于 ADAMS可 以与 UG、Pro／E等三 对某种具体要求开发的，适应性、可视性差，仅仅 维设计软件接 口，可在其它软件的支持下建模 ，然 能对几个特殊位置进行工作分析 ，难 以完整地显 后导入ADAMS中，模型效果更完善、美观 。 示工作过程的全部情况。这就使得产品出现 自重 大 ，结构不紧凑 ，稳定性差等问题 。ADAMS是 目前 2变幅机构的仿真 应用最广泛的机械系统运动学及动力学仿真分析 软件 ，它除了可 以进行机械系统 的运动学和动力 对模型进行运动学和动力学仿真分析之前， 学分析外，还可 以进行机械系统的优化设计与分 要设置仿真分析的有关控制参数，用 ADAMS— 析，有效地提高优化分析算法的可靠性和运算速 SOLVER命令来实现变幅机构工作状况动力学仿 度 ，大大简化机械产品的设计开发过程 ，缩短产品 真过程的控制 ，在仿真过程的每个阶段 ，模型的动 的开发周期和降低开发费用，提高产品的系统积 作 由加在构件上的传感器(Sensor)来限制，以保证 极性。获得最优化和创新 的设计产品。本文利用 动作准确到位。通过加载测量摆动液压缸 的平均 ADAMS软件建立变幅机构运动和受力的动力学模 变幅力 ，测试摆动液压缸 的受力变化范 围，测量主 型，并对其在各种工作状态下的运行状况随时间 次折叠臂与水平方向夹角变化范 围测试变幅机构 变化过程进行动力学仿真分析，通过设计研究、试 达到 的折叠、标准和垂直位置。最后