RSC45正面吊運(yùn)機(jī)MSC.ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

 

    1、MSC.ADAMS模型

 

    RSC45正面吊運(yùn)機(jī)主要由吊臂、車架體、前后輪胎、俯仰油缸、伸縮油缸、駕駛室、油箱、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、吊具等組成，其MSC.ADAMS幾何模型如圖1所示：

 

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    圖1RSC45正面吊運(yùn)機(jī)MSC.ADAMS運(yùn)動(dòng)分析模型

 

    其中坐標(biāo)系以臂架與車架兩鉸點(diǎn)的連接中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，臂架水平伸出方向?yàn)閄正向，豎直向上為Y軸正向。其中，吊重（集裝箱）質(zhì)心偏移Z軸0.8米。

 

    創(chuàng)建約束副：根據(jù)各個(gè)部件的連接關(guān)系，在前后俯仰油缸的缸體與活塞桿之間創(chuàng)建圓柱副；考慮到重物吊偏情況下兩根俯仰油缸受力不同，分別在俯仰油缸活塞桿與基本臂以及基本臂與車架體之間創(chuàng)建襯套（Bushing）；此外，在基本臂與伸縮臂之間創(chuàng)建平移副來表示伸縮油缸的運(yùn)動(dòng)；在伸縮臂與吊物的吊點(diǎn)處創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副。

 

    創(chuàng)建傳感器：定義Sensor-1為俯仰油缸的行程，其范圍在0～2.78m；Sensor-2為伸縮油缸行程，其范圍在0～7.07m；Sensor-3為臂架俯仰旋轉(zhuǎn)角度，其范圍在0～59.26o。

 

    定義運(yùn)動(dòng)：先在吊點(diǎn)處創(chuàng)建豎直向上的直線運(yùn)動(dòng)Motion-0，滿足起升速度為0.25m/s的要求。通過此運(yùn)動(dòng)副求出俯仰油缸和伸縮油缸的運(yùn)動(dòng)曲線。再據(jù)此曲線反求俯仰油缸和伸縮油缸的三次樣條運(yùn)動(dòng)曲線SPLINE_1和SPLINE_2。施加兩俯仰油缸運(yùn)動(dòng)Motion-1、Motion-2為-CUBSPL（time，0，SPLINE_1，0），伸縮油缸運(yùn)動(dòng)Motion-3為-CUBSPL（time，0，SPLINE_2，0）。最后，再將Motion-0刪除。

 

    2、分析工況

 

    考慮3排4種不同位置上的4種不同起吊載荷工況，如圖2所示。

 

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    圖2RSC45正面吊運(yùn)機(jī)位置與載荷工況

 

    各種工況下的位置、起吊載荷以及伸縮油缸的參數(shù)如下表2所示。

 

    表2正面吊運(yùn)機(jī)工況數(shù)據(jù)表

 

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    3、MSC.ADAMS結(jié)果及與有限元結(jié)果對(duì)比分析

 

    3.1MSC.ADAMS分析結(jié)果

 

    對(duì)上述四種不同工況進(jìn)行MSC.ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，得到了兩俯仰油缸和伸縮油缸隨時(shí)間變化的位移、速度、加速度及受力曲線；得到了基本臂與車架體旋轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)處的約束力隨時(shí)間變化的曲線。圖3～8表示了起吊45噸到位置1這一過程的仿真曲線。

 

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    圖3俯仰油缸和伸縮油缸的位移變化曲線

 

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    圖4俯仰油缸和伸縮油缸的速度變化曲線

 

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    圖5俯仰油缸的加速度變化曲線

 

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    圖6伸縮油缸的加速度變化曲線

 

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    圖7兩俯仰油缸和伸縮油缸的受力變化曲線

 

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    圖8基本臂與車架體旋轉(zhuǎn)鉸點(diǎn)處的約束力隨時(shí)間變化的曲線

 

    3.2與有限元結(jié)果對(duì)比分析

 

    起吊到四個(gè)位置點(diǎn)時(shí)基本臂與車架體鉸接點(diǎn)、俯仰油缸、伸縮油缸受力的MSC.ADAMS分析結(jié)果與MSC.NASTRAN有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析如下表3所示。

 

    表3MSC.ADAMS與MSC.NASTRAN結(jié)果對(duì)比分析表

 

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    4、結(jié)論

 

    通過仿真分析可得如下結(jié)論

 

    4.1利用MSC.ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以得到正面吊運(yùn)機(jī)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的參數(shù)曲線，包括位移、速度、加速度、力等。

 

    4.2通過MSC.NASTRAN對(duì)某一吊載起吊到某一位置等各種典型工況下的有限元計(jì)算，并與MSC.ADAMS仿真結(jié)果的對(duì)比分析，相對(duì)誤差在0.19％～8.88％之間，從而可以驗(yàn)證MSC.ADAMS仿真結(jié)果的正確性。

 

    4.3可為正面吊運(yùn)機(jī)的設(shè)計(jì)，特別為俯仰油缸和伸縮油缸以及臂架的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。(end)