基于整车刚一柔耦合多体动力学模型的车架动态应力分析.pdf

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1、基于整车刚一柔耦合多体动力学模型的车架动态应力分析水口田惺哲口姜勇北京矿冶研究总院北京100160摘要：以60t交流电传动铰接式自卸车车架为研究对象，根据拓扑原理作出整车的结构拓扑图。在此基础上，先建立整车多刚体系统动力学模型，然后建立考虑车架弹性变形的铰接车刚一柔耦合多体动力学模型，并对其进行仿真分析。提取车架关键位置的动态应力一时间历程曲线，验证设计的安全性，并为下一步铰接式自卸车的设计改进和车架的疲劳寿命预测分析提供重要参考依据。关键词：动态应力铰接式自卸车车架刚一柔耦合多体动力学中图分类号：TH123文献标识码：A文章编号：1000—4998f2015)02

2、—0005—03Abstract：Took60tarticulateddumptruckframewithACdriveasthesubjectforinvestigationtoworkoutthestructuraltopologicaldiagramfc-rtheentirevehicleinaccordancewiththetopologyprinciple．Onthisbasis，establishedmulti-bodysystemdynamicsmodeloftheentirevehicleinthefirststepandthen，establish

3、edmulti—bodydynamicsmodelwithcoupledrigidityandflexibilityforthearticulatedvehicleLamewithelasticdeformationinconsideration，finally，carriedoutsimulationanalysistoredrawdynamicstress-timehistorycurvesatkeypositionsintheframetoverifythereliability＆safetyinthedesignandprovidedimportantref

4、erencesfordesignimprovementsofarticulateddumptruckandforanalysisoffatiguelifepredictionoftheframe,innextsteps．KeyWords：DynamicStressArticulatedDumpTruckFrameCoupledRigidityandFlexibilitynulti——bodyDynamics车架是整车的基体．承受着来自路面及装载的各架采用独立式斜置纵摆臂式牵引结构．同时承担纵向种载荷作用，成为一个承受着复杂空间力系的框架结力和侧向力，垂直方向的力由油

5、气弹簧承担。中、后悬构_1．2]。矿用汽车在工作过程中，由于路面条件恶劣，车架采用独立式斜置纵摆臂平衡梁式结构，车架与车桥辆使用工况非常复杂．车架产生的交变应力．容易使车刚性连接，考虑到车辆速度较低，垂直方向弹性变形完架疲劳，继而使其发生疲劳破坏。从某种程度上讲，矿全由子午线轮胎承担。6个车轮全部采用独立悬挂系用车车架的结构静强度可以通过计算得到保证．而车统及断开式车桥，保证车辆能够在复杂路面条件下得架在动态应力作用下的疲劳强度．只能在制造完成以到较高的通过性能。每个驱动轮都与地面充分接触．减后通过疲劳试验来进行测定。对于车架这种关键结构少驱动轮之间的相互影响，使每

6、一个驱动轮都能发挥件，疲劳试验成本大且周期长，要准确地预测车架的疲最大的驱动力和制动力。铰接式自卸车采用电动机能劳寿命．就必须精确而高效地预测其动态应力的时间耗制动和机械制动两种制动方式。历程[．4_。因此，综合考虑车架的弹性变形和仿真的经2铰接式自卸车整车拓扑结构分析济性，建立以车架为柔性体、其它零部件为刚性体的整车刚一柔耦合多体动力学模型，进而进行仿真分析，得整车模型由前后车架、铰接体、悬架系统、发动机、出车架的动态应力一时间历程是十分必要的。货箱、轮胎等构成。该模型的主要特点是前、后车架用1铰接式自卸车基本结构铰接式自卸车主要由前车架、后车架、铰接体、悬架系统

7、、发动机、货箱、轮胎等构成(如图1所示)。它采用前、后车架铰接式转向，驱动装置为对称的2个双作用液压缸，车辆原地转向的折腰角度+45。。前、后车架铰接相连。能实现360。回转。铰接式自卸车的前悬国家十二五科技支撑计划项目(编号：2013BAB02B07)收稿日期：2014年8月机械制造53卷第606期2015／2铰接体相连，前车架以铰接体的上、下铰点为中心．可ANSYS和ADAMS联合仿真的方法建立铰接式自卸以左右转动，铰接体后部的转动部分允许前、后车架独车刚一柔耦合仿真模型]。先利用SolidEdge软件建立立转动。以减小车架扭转应力。根据拓扑原理]，建立铰接