复杂工况下升降车旋转机构动力学特性分析   番禺升降车出租, 番禺出租升降车, 升降车租赁  随着计算机辅助技术的发展，虚样机技术成为了机械设计中不可或缺的技术手段，虚样机技术主要是基于计算机仿真模型分析技术的数字化设计方法，主要包含了多体系统运动学技术和动力学建模理论。而在工程实际运用中，主要是通过虚掛样机软件来实现虚拟样机技术，此类软件一般都具有人机交互界面、强大的分析计算效率、丰富的参数后处理等功能。例如多体动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ是由美国ＭＳＣ公司开发设计的，该软件在虚拟样机技术中具有较大的影响力和代表性，目前已经被广泛应用于工程机械行业。ＡＤＡＭＳ软件通过建立仿真对象的动力学方程，对分析模型进行静为学、动力学和运动学仿真，最后输出作用力、位移、加速度和速度等变化规律曲线。其主要功能模块由用户界面模块Ｖｉｅ、求解器模块Ｓｏｌｖｅｒ和后处理模块这Ｈ大部分组成。其中求解器模块Ｓｏｌｖｅｒ是ＡＤＡＭＳ软件的核心模块，心是进行仿真分析的重要步骤。本章节中运用ＡＤＡＭＳ软件对旋转机构主轴系统进行多体动力学仿真分析，并根据实际工况选择合适的求解器。

      ＡＤＡＭＳ动力学算法及求解器在ＡＤＡＭＳ动力学仿真中，其用于求解的微分方程可根据机械系统的特性来选择不同的积分算法，本章的旋转机构主轴旋转系统为刚性系统，可采用变系数的刚性积分程序ＢＤＦ，其对应的求解器.  基于分析ＡＤＡＭＳ动为学仿真算法，其刚性算法流程和参数设置。 ＡＤＡＭＳ动力学仿真共采用了Ｈ大类共五种积分器：１．Ｃｏｎｓｔａｎｔ－ＢＤＦ、ＧＳＨＦＦ和ＳＴＩＦＦ的向后差分方法；２．ＲＫＦ４５的单步法；  ３．ＡＢＡＭ的坐标分离算法 ，选擇ＡＤＡＭＳ动力学仿真软件中的变系数的ＢＤＦ刚性积分程序，且对应的求解器设定为ＧＳＴＩＦＦ积分器，ＢＤＦ刚性积分法具体步骤：

    １）预估阶段运用泰勒级数预估来下一时刻的系统状态矢量的公式。然后用Ｇｅａｒｋ＋１阶积分求解程序对上式计算出的新时刻系统状态矢量值进行校正。 校正阶段（１）对系统方程Ｇ进行求解，若计算获得Ｇ〇，：ｖ，０＝０，则说明方程成立，且其中的；即为方程的解，否则求解继续。（２）求解线性方程Ｎｅｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ，并获得到Ａｙ，对ｙ进行更新处理，使得求解的系统方程Ｇ的结果更接近于０， 为系统的雅可比矩阵。  （３）采用Ｎｅｅｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ进行迭代，并更新ｙ：化ｉ＋４ｙｋ。（４）重复上步骤直到Ａｙ足够小。

     ３）误差控制阶段 （１）对积分误差进行预估，并将其与误差精度进行比较，若积分误差大，则将此步舍去。（２）计算优化的步长Ａ和阶数（３）到仿真结束时间后，计算停止，未达到仿真停止时间，维续进入第一步重复计算。  ２）缩减坐标后微分方程的求解步骤（１）坐标分离将坐标的约束方程写成矩阵形式并对该矩阵进满秩分解，分解系统的广义坐标列阵为独立坐标列阵。（３）预估在Ａｄａｍｓ－Ｂａｓｈｆｏｒｔｈ中显示公式，依据前面几小时独立坐标步长的值，预估独立坐标值Ｐ在时间的值，预估值用字母＾表示。 （４）校正用Ａｄａｍｓ－Ｍｏｕｌｔｏｎ隐示公式对步骤（３）中的预估值，参考己有的的收敛误差限对其进行校正，求得独立坐标的校正值校正值用字母Ｃ表示。 （５）确定相关坐标确定独立坐标校正值，基于对应公式计算非独立坐标值及其他系统状态的变量值。

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      主轴旋转系统动力学建模利用方程驱动曲线可建立单齿廓渐开线，完成齿轮齿条的建模，并设定为单对齿完全咬合状态，进一步建立旋转机构的系统参数化模型。在主轴旋转系统中，其主要受力构件为齿轮齿条，主动齿轮两侧对称分布两根齿条，在旋转过程中，两根齿条在液压枯的驱动下，相同进给速度直线运动，两侧同时喃合能够有效减小主轴旋转时的径向不平衡力。为了简化分析过程，提高计算精度，取齿轮齿条为主要研究对象，基于Ｈｅｒｔｚ理论的计算方法，建立动为学分析模型并进行动力学分析，其中Ｇ为轮齿的喃合阻尼， 齿轮的接触刚度，Ａ为齿轮误差，Ｋ为齿条的进给速度。  齿轮齿条在晒合灶程中，接触力主要由弹性分量和阻尼分量两个部分组成，齿轮接触为主要和接触刚度Ｋ、喃合阻尼系数Ｃ、非线性指数等有关。（其中弁为泊松比，岛为弹性模量）；ｎ—非线性指数，基于Ｈｅｒｔｚ理论可取１．５；一弹性恢复系数，可通过实验测定；穿透深度，两个唯合齿轮在其咕合节点处的线速度差。

     工况分类根据安装运输车整体设计要求，结合某司液压支架安装运输车性能参数表和工作过程中各个工况下的偏载程度和方位的变化信息。 安装运输车旋转机构主轴旋转系统旋转过程中，负载变化信息，总共有Ｈ组工况，按照偏载的方位及偏载程度ｅ来划分的，工况一时偏载方位为仅Ｘ方向，偏载程度分为１５０ｉｍｎ、２５０ｍｉｎ、３５０ｍｍ，工况二时偏载方位为仅Ｙ方向，偏载程度分为１５０ｍｍ、２５０ｍｍ、３５０ｍｍ，工况Ｈ时偏载方位为ＸＹ方向均有偏载，偏载程度分为１５０ｉｍｎ、２５０ｍｍ、３５０ｍｍ，工况Ｈ是偏载的一个极限程度，工况二是介于二者之间。  根据安装运输车在实际运输时可能出现的情况，在大负载条件下，偏载对主轴旋转系统动态性能的影响，液压支架在运输过程中的滑动、倾斜等造成的偏载主要分为下Ｈ类：（１）仅Ｘ向偏载；（２）仅Ｙ向偏载；（３）ＸＹ向偏载。且选取偏心距ｅ为１５０ｍｍ、２５０ｍｍ、３５０ｍｍ。

     主轴旋转系统虚拟样机的建立:  在Ｓｏｌｉｄｏｒｋｓ中利用方程驱动曲线可建立单齿齿廓渐开线，完成齿轮齿条的建模，并设定为单对齿完全晒合状态，进一步建立主轴旋转系统的参数化模型。本章是基于ＡＤＡＭＳ／Ｅｘｃｈａｎｇｅ接口模块进行设计和数据传输，这样通过Ｓｏｌｉｄｏｒｋｓ的参数化功能得到在ＡＤＡＭＳ环境中的参数化虚拟样化。在ＡＤＡＭＳ中，通过施加各种约束：各齿轮上加旋转副，齿轮之间加实体－实体接触碰撞力，齿条加载驱动，齿轮加载阻为矩，建立完整的齿轮晒合虚拟样机模型。  调用ＡＤＡＭＳ软件中ＩＭＰＡＣＴ函数定义齿轮齿条接触，取碰撞力指数ｎ＝ｌ．５，最大阻尼时的击穿深度和０．１ｍｍ。考虑碰撞时产生的摩擦，齿轮齿条按照无润滑处理，动摩擦系数设置为０．１５，静摩擦系数设置为化１。假设液压支架的质量为２５ｔ，即加载在旋转板上负载为２５ｔ。 可得接触刚度，阻尼系数。由驱动液压缸的作用面积和乳化液泉实际提供的流量，计算可得左右两边齿条直线进给速度约为３０ｍｍ／ｓ。考虑到旋转过程中，液压支架受到的离心为由摩擦力提供，为了防止液压支架和旋转板之间产生相对滑动，取偏屯、距ｅｍａｘ＝３５０ｍｍ，最大静摩擦系数取０．３的作为极限工况进行计算，获得最大允许静摩擦力为／？＞ａｘ＝１２５ＫＮ。http://www.shundeludengchechuzu.com/

     

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