冲击式破碎压实机动力学分析与仿真研究

随着我国基础建设不断发展，公路修整建设不断投入，施工手段决定了工程进度的快慢与质量，施工机械都朝多功能化、智能化方向发展。破碎压实机械具有破碎和压实两种功能，可以完成两种作业，越来越受到各方的重视。但目前国内现有的路面破碎压实机械多是从国外引进测绘仿形生产，缺乏可靠的理论依据，因此其质量、性能、破碎压实能力难以达到预定的效果。 虚拟样机技术(Virtual Prototyping Technology)作为一项计算机辅助工程新技术，它可以显著地缩短和简化机械产品的设计开发过程，大量降低产品开发成本，明显提高产品质量，能使产品达到设计者的预定要求，具有广泛的应用前景。 冲击式破碎压实机是一种三自由度的弹簧连杆机构。本文首先分析其工作原理，提出其工作过程需经历三个过程—启动过程、滚动过程、冲击路面。并详细分析启动过程，用Visual Basic6.0计算出其初始位置，为进一步分析提供必须的初始数据；其次用Unigraphics NX设计装配出整机的三维样机模型，并用UG／Motion建立虚拟样机模型进行动力学仿真，验证了设计方案可行性及结构设计的合理性，为制造物理样机提供了合适的参数：再次根据理论知识，建立破碎压实机的数学模型，推导出拉格朗日动力学方程，结合MATLAB软件编程计算，在Simulink环境下建立数学模型逻辑框图，并用有限状态机将其工作过程统一起来，对仿真结果进行验证；最后比较两种方法的特点，提出不同的设计阶段应采用适当的工具软件，达到快速、准确地设计出合理的产品。