液压挖掘机虚拟样机系统仿真分析

市场竞争的不断加剧使得产品开发速度日益成为最具挑战性的因素,而我国传统工程机械行业却由于新产品开发周期长,成本高,导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。本文详细分析了虚拟样机这项产品开发新技术的特点和优势。针对现有液压挖掘机设计评价手段存在的不足,将虚拟样机技术引入挖掘机设计开发领域。全文主要从以下几个方面进行研究: 首先介绍了虚拟样机技术的基本理论框架,回顾了国内外在此方面的研究现状和发展趋势,论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机设计的必要性。 在研究液压挖掘机整机系统的基础上,借助于虚拟样机技术理论的指导,提出了挖掘机虚拟样机的实现策略,即根据抽象建模的需要将挖掘机划分为有机关联的单学科系统及模型,分别在不同的支撑软件上建模,再将各子系统模型集成为挖掘机虚拟样机。 对系统仿真原理进行了研究,主要研究了机械和液压系统的建模方法,分别利用相关学科理论和软件建立了挖掘机机械和液压系统仿真模型。上述子系统模型分别在商品化动力学仿真软件ADAMS和三维造型软件UG中实现。通过在ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机机械系统工作范围的仿真分析,确定了挖掘机的整机工作范围,得到了液压挖掘机的一些特殊工作尺寸。根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行仿真,得到了各铰接点处的受力情况,为零件的强度分析提供了基础。在ADAMS/Hydraulics中建立了虚拟样机液压系统,并将各部分模型有机集成,实现了液压挖掘机机械与液压系统的联合仿真。