基于ADAMS装载机工作装置性能分析

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基于ANSYS和ADAMS的连续液压装载机装载部研究

据不同的设计条件，对计算参数加以约束，从而方便地利用ＭＡＬＢ编程求解以得到各连杆的基本尺寸。由ＴＡ
此得到了所需的连杆计算尺寸：ｆ＝１５ｍｍ；ｚ８０ｍ；ｌ００２：０ｍ
４１选择单元类型．
将建立的模型导入ＡＳＳ后，选择单元类型为ｓｌＮＹｏｄｉ１ｎｄ２单元，该单元为１０ｏｅ９Ｏ节点四面体单元，可用于实体网格的划分操作。
应变的结果，并对结果做了相关分析，为类似机构的设计提供了一种可行的通用性方法。
关键词：ＡＳＳＡＬＢ；装载机；有限元分析方法ＮＹ；ＭＴＡ
中图分类号：Ｔ４２３Ｄ２．
１井下连续液压装载机
文献标识码：Ｂ
选择材料属性（ａｅａＰｏｓ，再选择其中的材料模Ｍｔｉｌｒ）ｒｐ
型（ｔｒｌｄ１，定义材料类型为各向同性（ｓｔｐｃ，Ｍａｉｅ）ｅａＭｏｉｒｉ）ｏｏ
３关键点扭矩的分析
将之前计算出的连杆尺寸代入ＡＡＤＭＳ中建模，添加运
・
文章编号：１７ — ９９２１）８０１－６１０５（０１０－１４３０
装载工作是整个地下采矿工作的重要环节，其工作量
最大，费时间最多，对整个采矿工作效率影响很大。在掘进循环作业过程中，消耗在这方面的时问占总时间的３％～０。在井下回采出矿中，装载作业同样占很大比０４％

基于ADAMS和AMESim的装载机工作机构性能分析

ｌｏａｄｅｒａｓａｎｏｂｊｅｃｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｄｏｎｅ，
分析结果为改进装载机工作系统提供了理论依据。关键词：装载机；工作机构；耦合；发动机模型
中图分类号：Ｕ４１５．５１文献标志码：Ｂ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＬｏａｄｅｒ ’ ＳＷｏｒｋｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍ
ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｌｉａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｒｌｔｔｈｅｗｈｏｌｅｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｗｏｒｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｗｈｅｅｌｌｏａｄｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏａｄｅｒ；ｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｅｎｇｉｎｅｍｏｄｅｌ
收稿日期：２０１２０９２２
能良好、机动灵活、操纵轻便、经济性好、使用维修方便的小型工程机械。其主要参数指标见表１。

基于ADAMS的装载机动力学研究

・
２・
Ｉ时的传动比；档
一
煤
矿
机电
２００６年第４期
—
在ＡＡＤＭＳ中，面是由一系列三角形的平面路
单元组合成的三维表面。原理图如图３所示，字数
传动系的效率；车轮滚动半径，ｍ；
一
１２３等表示节点，些节点的，、、这ｙ坐标要满足一定的规律，ｚ坐标仅仅表示路面的宽度；由这些节点按一定的规律组成路面单元；在路面单元里设置再静摩擦系数和动摩擦系数，能模拟真实的路面。就
０２Ｍａ特性参数为：．５Ｐ）
自由半径Ｒ１胎冠半径Ｒ２
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２００６年第４期
煤
矿
机电
基于ＡＡＤＭＳ的装载机动力学研究
郭卫，陈斌，张传伟，赵拴峰
（西安科技大学机械工程学院，陕西西安７０５）１０４
摘
要：本文采用多体动力学软件ＡＡＤＭＳ建立装载机模型，装载机的爬坡过程进行纵向稳定对
最小转弯半径
最大卸载高度最小卸载距离最大爬坡度
２５ｍｍ００
２０ｍｍ３０￣５ｍ＞６０ｍ ≥２。０
工作系统额定压力最大工作速度
最高时速
１ＭＰ４ａ４８ｋ／．９ｍｈ
２．９ｍｈ４３ｋ／图１装载机虚拟样机
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２装载机的爬坡过程仿真

基于ADAMS的农用装载机前车架动态载荷仿真分析

距离。
２动力学仿真
２１仿真模型的建立．
铲斗所受水平阻力与铲掘阻力方向互相垂直，并定义在铲斗中齿上。在举升过程中，料的重力Ｇ的物方向始终垂直向下，作用在铲斗质心位置。物料重并力在铲掘过程中逐渐增加至额定载荷，举升过程中在
技术，用ＰｏＥ和ＡＡ使ｒ／ＤＭＳ建立轮式装载机前车架及其工作装置的虚拟样机后，其进行了多体动力学仿真，对得到了前车架承受的动态载荷曲线，为前车架的有限元分析提供参考。关键词：前车架；动力学仿真；ＡＡ；虚拟样机技术ＤＭＳ
键部件，劣的工作环境是引起装载机前车架疲劳和恶模态破坏的主要原因。因此，工作机构进行动力学对仿真分析进而为前车架进行疲劳和模态分析提供必
需的载荷谱显得非常重要。装载机的传统设计方法比较费时，且成本也而高。而虚拟样机技术的发展，减低了产品开发的周则
ＡＡＤＭＳ，装载机作业过程进行动力学分析，对以期得到前车架载荷谱，为前车架的疲劳分析和结构优化提供依据。
１模型建立及机构运动过程分析
根据各机构件的二维图纸，用ＰｏＥ对装载机使ｒ／前车架及工作装置机构各构件进行建模并装配，配装好的模型三维效果图如图１所示。各结构件如图２

基于ADAMS的挖掘式装载机铲斗连杆机构优化分析

基于ADAMS的挖掘式装载机铲斗连杆机构优化分析
罗运杰;黄静;李军;彭学军;汤宇;叶志宾
【期刊名称】《公路与汽运》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】为提高挖掘式装载机的工作效率,提高挖掘式装载机铲斗的理论挖掘力,以现有挖掘式装载机为例,在ADAMS中建立挖掘式装载机虚拟样机模型,确定目标函数及约束条件并进行仿真和优化分析,得到优化后铲斗连杆机构的铰点位置及传动比大小、铲斗挖掘角度变化范围,并与优化前进行对比。

结果表明,在一定液压缸作用力下,在铲斗挖掘过程中,优化后挖掘式装载机铲斗连杆机构的传动比得到显著提升,挖掘式装载机的理论挖掘力得到提高。

【总页数】4页(P72-75)
【作者】罗运杰;黄静;李军;彭学军;汤宇;叶志宾
【作者单位】中铁五局集团第一工程有限责任公司;长沙理工大学汽车与机械工程学院;中铁五局集团有限公司;中铁开发投资集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U415.51
【相关文献】
1.基于ADAMS的液压挖掘机铲斗挖掘力优化与油缸动力学仿真分析
2.矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩随机载荷的模拟
3.基于ADAMS的挖掘机铲斗连杆机
构参数优化设计4.基于ADAMS的挖掘机铲斗连杆机构的优化5.基于ADAMS的液压挖掘机铲斗机构优化
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基于ADAMS的微型装载机反转八连杆工作装置的优化设计

连杆机构已无法达到上述要求，需要研制反转八连计反转八连杆的点位。根据实际情况和通用性的要杆机构，以满足使用要求。求，确定Ｄ、、日、点的坐标（图１）；根据见
本文利用机械系统动力学软件ＡＤＡＭＳ的仿真提升力的要求及油缸设计要求，确定Ｌ和点的坐个ＡＤ中，界面，建立反转八连杆机构参数化模型，在满足厦标，这６点位在优化过程中不改动。在Ｃ工系列产品通用性的条件下减少设计变量的数量，根据最低和最高点的机构运动状态，初始绘制各点
ＬＮＱｉｇｚａ，ＨＵＩｎ－ｕｎＡＮＧｎ — ｉ，ＧＵＯＴｏＹＹａｇｙｎａ，ＡＮＧｏｇｇｏＲｎ－ｕ
全液压微型装载机为满足国外市场的需要，平移性和自动放平性，同时必须配制快换装置，可
建立约束函数，编写仿真脚本程序，减少优化计算
时间。
位，如表１示。所
然后在ＡＡ／Ｉｗ中，以１：的比例建立ＤＭｓＶＥ１
模型，如图１所示，其中包括３驱动（臂旋转个大驱动、铲斗旋转驱动、转斗油缸卸料平移驱动）、
在保证各性能指标的前提下，将自动平移性和自动
要求卸载高度高、卸载距离短，而且要求具有自动放平性作为设计优化的目标。快换各种属具。因此在苛刻的作业条件下，反转六借用现有微型装载机铲斗和快换架的点位，在达到卸载高度和卸载距离要求的前提下，初始设
１工作装置参数及建模

基于ADAMS的液压挖掘机铲斗机构优化

基于ADAMS的液压挖掘机铲斗机构优化液压挖掘机铲斗机构是挖掘机的重要组成部分，其性能直接影响挖掘机的作业效率和稳定性。

为了优化液压挖掘机铲斗机构的性能，可以基于ADAMS进行建模和优化。

首先，可以使用ADAMS对液压挖掘机铲斗机构进行三维建模。

ADAMS 具有强大的建模能力，能够准确地描述物体的运动学和动力学特性。

通过建模，可以获得液压挖掘机铲斗机构的运动学和动力学参数，包括关节的位置、速度、加速度等。

这些参数对于优化设计是非常重要的。

其次，可以利用ADAMS进行动力学分析。

通过对液压挖掘机铲斗机构的动力学分析，可以确定其在工作过程中的受力情况和更好地理解其工作原理。

动力学分析可以揭示铲斗在不同工况下的受力特点，帮助我们理解其结构强度和稳定性，并为优化设计提供依据。

然后，可以使用ADAMS进行逆向优化。

通过将液压挖掘机铲斗机构的性能指标设为目标函数，将设计变量（如关节长度、连接方式等）设为待优化的参数，利用ADAMS的优化算法进行和调整，以找到使目标函数最小化的最佳设计方案。

通过逆向优化，可以根据实际需求来优化液压挖掘机铲斗机构的设计，提高其工作效率和稳定性。

最后，可以利用ADAMS进行静态和动态仿真。

通过仿真，可以验证优化后的液压挖掘机铲斗机构的性能是否满足设计要求，并对其工作过程进行评估和预测。

静态仿真可以检验铲斗机构的稳定性和载荷承受能力，而动态仿真可以模拟实际工作环境下的挖掘机作业过程，进一步验证其性能和可靠性。

综上所述，基于ADAMS的液压挖掘机铲斗机构优化可以通过建模、动力学分析、逆向优化和仿真等步骤进行。

通过这一过程，可以得到性能更优的液压挖掘机铲斗机构设计，提高挖掘机的作业效率和稳定性。

基于ADAMS的装载机液压系统压力提升性能研究

ｆｍ１ＭＰ０Ｐ，ｈｏｐｎｌｔｎｈｐｉｐｅｉｅｎｓｍａｄｂｔｅｎｔｅｏｋｍｃａｉｎｙｒｕｃｙ－ｒ６ａｔ２Ｍａ）ｔｅｕｌｇｒａｏｓｉｓｒｄｃｄａｄｅｔｔｅｅｒｅｈｎｓａｄｈｄａｌｓｏｏｃｉｅｉｔｉｅｗｈｗｍｉｓ
从而预测和估计其系统压力提升后，工作装置的机构与液压系统之间的耦合关系。推导出在水平插入工况和收斗＂￣Ｔ转斗缸、ｒＬ动臂缸油腔压力与外负载力的数学模型。研究成果将为装载机实现液压系统中高压
化提供理论基础。
关键词：Ａ；载机；ＡＤＭＳ装液压系统；仿真
ｉｅｖｄｗｉｈｉｒｌｔｎｓｉｆｈｙｉｄｒｏｌｐｅｓｒｎｘｅａｏｄｆｒｅｉｈｏｚｎａｎｅｔｎｃｎｉｏｎｓｄｒｅｈｃｓｅａｉｈｐｏｅｃｌｅｓｉｒｓｕｅａｄｅｔｒｌｌａｏｃｎｔｅｈｒｏｔｌｉｓｒｏｏｄｔｎａｄｉｏｔｎｎｉｉｉｃｌｃｉｎｂｃｅｏｄｔｎｏｌｔｕｋｔｃｎｉｏ．Ｔｅｒｓｆｃｅｕｔｌｐｏｉｅｔｅｔｅｒｔａａｅｆｒｉｃａｉｇｐｅｓｒｏｄｒｈｄａｌｃｅｏｉｈｅｅｒｈｒｓｌｗｉｒｖｄｈｈｏｅｉｌｂｏｎｒｓｎｒｓｕｏｌａｅｙｕｉｉｓｌｃｓｅｅｆｒ
（ａｕｅｅｔｆＯａｚｏｕｉｒｉｅＱａｚｏｕａ３００Ｃｉ）ＭｅｓｒｎｏｕｎｈｕｉＦｊｎｐｏｎ，ｕｎｈｕＦｊｎ６００，ｈｎｍｎａｖｃｉａＡｂｔａｔＩｉｐｐｒｓｇＡＡｉｕａｅｏｍｎｅｏｌｄｒｈｄａｌｙｔｍｉｗｉｒｓｒｉｉｃｅｓｄ（ｓｒｃ：ｎｔｓａｅｉＤＭＳｔｓｌｅｐｒｒａｃｆｏｅｙｒｕｃｓｓｈｈｐｅｓｅｓｎｒａｅｈｕｎｏｍｔｆａｉｅｎｃｕ

基于ADAMS的装载机工作装置优化设计

Ｋｅｏｄ：ｌａｅｉｙｗｒｓｏｄｒｗｏｋｎｅｉｒｉｇｄｖｃｅ；ＡＤＡＭＳｍｏｅｉｇｐｉｚｔｎ；ｄｌ；ｏｔｎｍｉｉａｏ
作为一种主要工程机械，轮式装载机在经济建设中发挥着重要作用，其制造成本的高低、工作性能的优劣直接影响产品的生产效率、使用寿命，操纵性能和经济性。因此，采用先进的设计方法对装载机工作装置进行分析研究变得日益重要。由于转斗油缸和动臂油缸驱动力的大小涉及到装载机发动机功率的消耗及制造成本，从而关系到装载机的经济性。因此，为了提高装载机的经济性，以驱动转斗油缸和动臂油缸所需的力之和最小为优化目标，以铲斗举升过程中的平移性和传动角为约束条件对工作装置进行优化研究是非常有意义的。
ｔｈｄｌｏｉｔａｒｔｔｐ．Ｔｈｅｕｔｓｏｈｔｎｅｈｒｍｉｅｏｕｒｎｅｉｈｅｂｃｅ ’ ｒｎｌｔｎ，ｏｔｅｍｏｅｆｖｒｕｌｐｏｏｙｅｅｒｓｌｈｗｓｔａ，ｕｄｒｔｅｐｅｓｆｇａａｔｅｎｇｔｕｋｔＳｔａｓａｉｏ
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设计计算
ＤＳＧＥＩＮ＆ＣＬＵＡＩＮＡＧＬＴＯ
基于ＡＡＤＭＳ的装载机工作装置优化设计
申文清，王金刚，石维佳，郜二妙
（＋北工业大学１河机械学院，天津３０３；２河北工程大学０１０．机电学院，河北邯郸０６２）５０１

基于ADAMS的装载机工作装置机构优化仿真

４２确定１变量。根据优化目标确定优化设
计变量，用ＡＡＭＳ计点参数化功能将Ｇ（利Ｄ设Ｇｑ、（Ｆ）ＥＢＢ）（ｑ、Ｄ、（Ａ、ＨＦｒ、、（Ｂ、ＣＤ）Ａ）Ｅ（ＣＡＨ（和Ｍ（点在工况ＩＭＭ）时的ｘＹ坐标值等ｌＩｌ
纪玉新
基于ＡＡＤＭＳ的装载机工作装置机构优化仿真
（福建华橡自控技术股份有限公司，建三明３５０）福６５０
摘要：应用ＡＡ／ｅＤＭＳＶｉｗ模块提供的ＯＴＥ — ＱＰＤＳＳＰ优化算法，对装载机工作装置仿真优化，到优化后的模型。化后铲斗的平移性大为改得优善，举升过程中铲斗的收斗角由原来的１．。６２降为６。自动放平性更好、．，７卸载性也大大改变，优化效果明显。关键词：ＤＡＡＭＳ装载机；化仿真；优１概述ＡＡＤＭＳ系列产品的核心模块之一。表１虚拟样机中各传动角约束优化设计（ｔｌｄｓｎ在现代计算机广ｏｉｅｉ）ｐｍａｇ是４工作装置的仿真优化泛应用的基础上发展起来的—项新技术，是根据最４ｌ确定目标函数。目标函数是用来使‘ 计” 设优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合方优化的函数，是设计所追求目标的函数表达式。对式或“ 自动探索” 方式Ｉ机械设计与数学规划理装载机工作装置进行优化时，函数的选择有多ｌｌ，把目标论及方法相结合，借助电子计算机，寻求最优设计种方案，文中选用在动臂举升过程中铲斗的平移性方案和最佳设计参数。化问题的类型按有无约束最好作为目标函数，即在转斗油缸闭锁，吡动臂由工可分为有约束和无约束两大类。在优化设计问题的况 Ⅱ 上升到工况Ⅲ的过程中根据优化目标：寻求铲数学模型式（… ３若Ｉｖ０，。２３）１＝既无约束条件存斗举升平动的最优方案。下面两种形式都可当作目，＝在，称这类问题为无约束优化没计问题，否则称这标函数Ｆ，即类问题为有约束优ｔ崮十匕问题。优化问题的类型按（）ｍｎｌ＝－，ｘ＝＿ｑ一，ｌ，ｋｍｉ２一ｌ目函、标数约束函数的性质，可以分为线性优化问乳（＝ｆ（ —ｎ）Ｊｘ） ’ ｎ题和非线问题。所谓线陛优化问题，就是在数学模型式０２３３ｖ）．、均为设计变 — ～—）ｅ、ｈ中，ｘｇ）式中．铲斗从工况 Ⅱ 升到工况 Ⅲ的过广举量的线性函数；否则，若其中有任— 为非线陛函程中，个瞬间位置的铲斗对地位置角。ｋ利用最，二Ｊ＼数时，就称为非线性优化问题。若—个优化设计问乘法原理来建立优化目标函数，即用举升过程中铲题既是有约束的，又是非线陛，的则称为非线性约斗与水平面夹角的绝对值以及运输工况时铲斗与束优化问题目。工程优化没计问题绝大多属于非线水平面的收斗角之差的平方和的最小平均值作为优化问题，装载机工作装置就属于此类。优化目标函数，利用主菜单ＢＩＤ中的ＭＥ — ＵＬＡ２用优化方法求解装载机工作装置优化设计ＳＲＥ选项，Ｕ建立测量ＦＣＩＮＭＥ一１测量｛ＵＮＴＯ — Ａ２，。∞ ）一问题的—般步骤：的表达式为：（ｍ一３ｑ（ＢＡＡＲ — Ｉｔｅ７：ＦｉＡＳｆＺＫ景一。２根据装载机工作装置的谢 — １ｒ要求，应用相ＥＲ４２一４妒＇．１ＳＧＮ１１．ｉｅ＊３）０２０（Ｉ（９一ｔ））５＋，１ｍ）关专业的基啦哩论与技术规范，建立起工作装（ＢｚＡＫＲ４２一０），后确定优ＡｓＲＥ＿３）４妒２最）图２优化后转斗在工作过程中的转角（斗铲置各种参数之间的相互关系，并进行工作装置的运化设计的目标函数为测量ＦＮＴＯ — Ａ２ＵＣＩＮＭＥ一１斗底与水平面夹角）变化曲线图（ｏ）ＦＦ一３，Ｂ（ＺＡＫＲ４２－０）ｇａ：（ｉ７．（ＳＲＥ＿３）４ｄ１Ｉｍｅ０ＡＡ）动学和动力学分析。ｍｏｄｅｌｚ５Ｉ０２２在工作装置运动学与动力学分析的基础，ＩＩＮ１ｔ）ＡＳＡＺ２５（ＳＧ（一ｉ）（Ｂ（ＡＲ — Ｏ＋３ｍｅ＊Ｋ上，按照实际要，建立工作装置优化设计的ＥＲ４２一０）２其中ＡＡＫＲ４￣是举３）４ｄ，）木ｚＲＥ＿３数学模型，包括优化设计变量、目标函数和约束条升过程中铲斗底部与水平面夹角的瞬时值，也是利ＵＬＡＵＲ件，并依据优化设计数学模型的特点，选择优化算用主菜单ＢＩＤ中的ＭＥＳＥ选项建立的测

ADAMS技术在挖掘装载机结构优化上的应用

第２卷第２５期
邯郸职业技术学院学报
２１６月０２年
ＡＡ技术在挖掘装载机结构优化上的应用ＤＭＳ
王庆林荀杰郭世璋
（ｉ邯郸职业技术学院，河北邯郸０６０；５０５２河北工程大学，河北邯郸０６３）５０８
摘
要：掘装载机挖掘工作装置的机构与结构是影响整机性能与工作效率的重要部件，挖其优
２工作装置的运动学和动力学分析
挖掘装载机的挖掘工作装置各部件均采用铰销连接，通过液压缸的伸缩运动来完成各种作业动作，
实质为一组平面连杆机构，图２所示。其结构运动特点是动臂ＣＦ通过下铰点Ｃ与车架铰接，如Ｂ由动臂
点，进行参数化处理，用ＡＡ／ｉ采ＤＭＳＶｅｗ对挖掘铲斗四连杆机构进行了优化；以优化参数为基
础，对铲斗机构进行了虚拟样机设计与验证。
关键词：挖掘装载机；工作装置；ＤＭＳＶｅ运动仿真；ＡＡ／ｉｗ；优化：０９— ４２２１）２— ０５— ４１０５６（０２００４０
劣是衡量该机技术水平高低的重要标志。结合工程实际，进行挖掘工作装置优化设计研究：针
对挖掘装载机工作装置的设计要求和原则，挖掘工作装置进行了运动学和动力学分析，立对建
了该装置的运动学、力学模型；动以铲斗挖掘时铲斗油缸受力最小为优化目标，选择相关设计

基于ADAMS的轮式装载机工作装置动态载荷分析

２０．０６
Ｚ
［］曾庆强，四成，腾云，装载机铲斗铲掘过程受力分析［］３秦赵等Ｊ
工程机械，０１４（）８２２１，２１：－１１
嘣
［］范文杰，子达，４张文
广．掘装载机装载工作装置动力分析［］挖Ｊ
时间／ｓ
图１Ｅ点受力变化０
至
机重载运输的过程，１１为装载机卸料的过程。其中，１－３ｓ在第１Ｂ－载机铲斗转角约为４。装载机卸料时间为０ｓ－装，Ｊ５．
１～１．，大收斗角约为６。最高位置卸载角为４。，３４５Ｓ最２，４地面收斗角为４。８。
３３３．．铰接点受力分析
时间／ｓ
图ｌＦ点受力变化ｌ
分别对各铰点的受力进行测量，到图７ｌ得～ｌ。从图中
荷也需要变化，能真正体现装载机的作业特性。本文系才
可以看出，着铲斗不断铲入物料，载逐渐增大．转统地对Ｚ５Ｇ式装载机进行实体建模．运用ＡＤＭＳ随负在Ｌ０轮并Ａ￣斗油缸开始掘起物料时．铰点所受的载荷出现峰值．各此行平移、料、卸自动放平分析，时对各主要铰点进行受同情形与装载机工作装置外载荷出现峰值保持一致。

基于AMESim与Adams联合仿真的挖掘机铲斗特性研究

基于AMESim与Adams联合仿真的挖掘机铲斗特性研究应用大型系统仿真软件AMESim7.0和Adams2010建立了正流量挖掘机液压系统与工作装置动力学模型，建立联合仿真平台分析了挖掘机的铲斗联的压力特性和位移特性等，研究结果表明：仿真结果和真实结果相似，且相比AMESim 单平台仿真更准确。

标签：AMESim与Adams联合仿真软件；挖掘机铲斗；特性研究引言作为挖掘机直接完成工况要求的工作装置，铲斗性能的稳定发挥尤为重要。

本研究以某中型挖掘机为对象，根据挖掘机的铲斗联回路建立AMESim模型图，使用ADAMS软件建立整机动力学模型，然后对铲斗的操作进行精确控制。

1 模型建立1.1 挖掘机铲斗联液压系统的AMESim建模1.主控阀2.铲斗合流阀3.防反转阀4.铲斗液压缸图1 铲斗动作液压回路如图1所示，所研究的液压挖掘机的铲斗联的液压回路，回路包括有双联泵、主控阀1、铲斗合流阀2、防铲斗反转阀3和铲斗油缸4。

控制铲斗油缸的主控阀只有1根阀芯，控制铲斗的两个动作。

主控阀处于左位时，铲斗外摆动作，此动作负载较小，只需克服铲斗的重力，铲斗合流阀不工作，达到节能的效果；主控阀处于右位时，铲斗内收动作，由于铲斗在挖掘机时受到的负载力很大，所以这个动作需要铲斗合流阀的合作，从而完成铲斗合流动作，提高挖掘机作业效率。

为了防止铲斗在挖掘时负载过大而可能引起铲斗液压缸活塞杆反向运动，在回路中装有单向阀，起到保护作用。

利用AMESim软件依照原理图对挖掘机铲斗联回路进行建模。

由液压原理图可知系统采用双联泵，液压挖掘机多路阀实质是三位六通阀的组合，为了满足挖掘机的各类工况，在多路阀的阀芯上会开有各式各样的节流槽，本研究选用HCD库中的BAO22模型来搭建，然后只需在模型中设置相应的参数即可完成仿真动作。

最终建立模型如图2所示。

1.2 挖掘机工作装置ADAMS建模由于ADAMS本身建模的复杂性，首先采用三维软件PROE进行挖掘机整机的建模，然后导入ADAMS中进行动力学分析。

基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析

基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析ADAMS（Advanced Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种广泛应用于机械系统设计和分析中的动力学仿真软件。

装载机是一种常见的工程机械设备，用于搬运和装载各种物料。

本文将利用ADAMS软件对装载机的工作装置进行动力学分析，以探讨其运动规律和性能特点。

首先，我们需要建立装载机的运动学模型。

在ADAMS软件中，可以通过建立连接杆、关节等模型元素来描述装载机的结构，然后设置运动参数和约束条件。

特别是对于装载机的工作装置，需要考虑到各种关闭与打开装置的动作以及与装载机主体的协调运动。

接着，我们进行动力学仿真分析。

通过在ADAMS中添加质量、惯性力、弹簧、阻尼等物理特性模型元素来描述工作装置的动力学特性。

然后通过设定力学学习模型的参数，如质量、摩擦系数等，以模拟不同工作条件下的装载机运动行为。

在动力学仿真过程中，我们可以对工作装置的运动轨迹、速度、加速度等参数进行监测和分析。

通过观察工作装置在装载过程中的受力情况，可以评估其受载能力和运动稳定性。

同时，我们还可以根据仿真结果对工作装置的结构和工艺进行优化设计，以提高其工作效率和操作性。

另外，我们还可以利用ADAMS软件进行多体动力学分析，通过建立装载机和工作装置的多体模型，细化系统的结构和运动特性。

在多体动力学仿真中，我们可以模拟装载机在复杂道路条件下的运动行为，进一步评估其动态稳定性和操控性。

综上所述，基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析可以帮助工程师深入理解装载机的运动规律和性能特点，为装载机的设计和优化提供有力支持。

通过仿真分析，可以有效减少实验测试的时间和费用，提高装载机的设计效率和性能表现。

希望本文的内容能够为相关领域的研究和应用人员提供参考和启发。

基于ADAMS的装载机工作装置运动学仿真分析

［摘要］采用虚拟样机分析软件ＡＤＡＭＳ对装载机工作装置的三维模型添加了运动副、负载与驱动力，编写了运
动过程控制函数，模拟了工作装置在工作中的动作过程，从而得到了各主要执行部件的位移、速度、加速度及受力曲线图，对各个执行部件的运动变化情况进行了分析。
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｐａｉｒ，ｌｏａｄａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅａｒｅａｄｄｅｄｏｎｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｌｏａｄｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｂｙｖｉｒｔｕａｌ
ｐｒｏｔｏｔｙｐｅａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｂｏｕｔｍｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｓｃｏｍｐｉｌｅｄ，ａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｉｓｅｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｇｒａｐｈａｂｏｕｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｓｐｅｅｄａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｅｘｅｃｕｔｉｏｎｕｎｉｔａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｕｓｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅ

装载机工作装置的机构研究分析

装载机工作装置的机构研究分析【摘要】装载机是土方过程机械的一种，具有用途广泛、操作轻便以及作业效率高等优势。

装载机的工作装置主要由动臂油缸、转斗油缸、连杆、动臂、摇臂以及铲斗等组成。

只有各个组成部分合理设计，才能充分发挥装载机工作装置的作用。

因此，对装载机工作装置的结构进行研究分析，寻找最佳的结构方式极为重要。

本文应用ADAMS软件对装载机的工作装置机构进行了分析，同时还评估了现有的设计方案，为进一步的设计改进提供了很有价值的参考数据。

【关键词】装载机；工作装置；机构；研究分析1 概述我们在分析装载机工作装置的机构时，通常采用的是解析法或者图解法，但是，解析法的计算是很复杂的，图解法的精度也比较低，所以，往往只对某些作业位置实施计算分析，这样就很难对全部工况的负荷变化以及作业性能进行了解。

为了对这一问题进行解决，我们可以通过动力学和机械系统运动学分析仿真的ADAMS软件对其进行分析。

在1980年左右，机械系统动力学的仿真技术第一次出现在人们眼前，它是一项对过程进行分析的技术，逐渐显露出其强大的生命力，在设计的早期阶段可以有助于设计人员利用虚拟样机在系统水平上对机械结构的工作机能真实的进行预测，从而对系统最优的进行设计。

在该领域的软件系统中，ADAMS是最具代表性的。

对于ADAMS来说，基本的配置方案有求解器ADAMS-Solver和交互式图形环境ADAMS-View[1]。

ADAMS-Solver是一种动力学方程，是自动的产生机械系统模型的，同时还可以提供解算动力学、运动学以及静力学的答案。

ADAMS-View是采用分层方式来完成建模工作的。

通过机械运动副把一组构件连接在一起的就是物理系统，运动激励或者弹簧可以对运动副进行作用，任何类型的力都可以在单个构件或者构件之间进行作用，这样也就组成了机械系统。

仿真的结果不仅可以形象直观的对系统的动力学机能进行描述，还可以把分析结果形象化的输出来。

2 建模方法虽然ADAMS-View的功能比较强大，但是，造型功能却相对比较薄弱，很难用它来进行具有复杂特点的零件的创建，所以，想要对和复杂的装载机工作装置类似的机构进行创建是不现实的。

基于ADAMS装载机工作装置性能分析

科技论坛ｌｌｌ
万燕波郭小宏
科
基于ＡＡＤＭＳ装载机工作装置性能分析
（重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆４０７）００４
摘要：用现代ＣＥ软件ＵＡＡＭＳ对轮式装载机工作装置进行运动学及动力学研究。出工作装置作业过程中各构件负载和相对位置利ＡＧ、Ｄ得关系的函数曲线并进行分析。分析结果为工作装置设计提供依据，用性强。适关键词：装载机；工作装置；Ｇ；ＤＭＳ作业仿真ＵＡＡ；引言机工作装置约束和载荷分析。装载机工作装置１．４仿真过程的控制。装载机工作装置的装载机工作装置是带液压缸的空间多杆的典型工作过程包括插入、铲装、重载运输、卸典型工作过程可以分为以下４个阶段：１．转．１４机构，主要完成装卸工作。工作装置是组成装载载和空载运输。动臂缸闭锁，收斗，物料的铲铲斗实现本文不考虑运输工况。工作装置斗缸伸长，机的关键部位之一，其设计水平的高低直接影在进行铲掘作业中的作业阻力主要是：铲斗插装；．２１．转斗缸闭锁，４动臂缸伸长，动臂上举，实响装载机的工作性能、工作效率及性能指标。因入料堆时的插入力；提升动臂时的铲起力；翻起现物料的举升；．３１－转斗缸收缩，４动臂缸闭锁，此工作装置的分析研究意义重大。转斗时的转斗阻力矩。本文考虑的工况是铲斗铲斗翻转，实现物料的卸载；．４１．转斗缸闭锁，４ＭＣＡＡＳ目Ｓ．ＤＭ是前应用最广泛的仿真软插人运动的同时，又配合铲斗的翻转运动，么动臂缸收缩，那动臂下降，自动放平，铲斗自动进入件，它使用交互式图形环境和零件库、约束库、阻力为插入力和转斗阻力矩。将转斗阻力矩转下一次铲掘状态。可以用ＡＭＳＳＬＥ，其换成铲取阻力，因此这里工作装置所受的载荷令流来实现装载机工作装置动力学仿真过程的求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎有插入阻力ｎ、ｎ铲取阻力Ｆｈ物料重力和控制。ｓ、对应于工作过程的４个阶段，仿真过程的日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械自身的重力。最大插入阻力Ｆ受限于最大牵控制也分４个阶段进行。ｉｎ在仿真过程的每个阶系统进行静力学、运动学和动力学分析、出位引力，输可用下式计算：段，模型的动作由加在构件上的传感器（ｎｏＳｓ）ｅｒ移、速度、加速度和反作用力曲线。Ｓ．ＤＭＭＣＡＡＳ来限制，以保证动作准确到位。软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动２数据分析范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输２１．作业载荷分析。装载机作业时，铲斗的入载荷等。式中插入和铲装是顺序进行的（不考虑联合铲装工１装载机工作装置虚拟样机运动仿真Ｍ一变矩器涡轮输出力矩；况），插入阻力和铲取阻力依次达到最大值，物１三维几何模型的创建。ＭＣＡＡＳ．１Ｓ．ＤＭ／ｉ变矩器涡轮至轮边的传动比；一料重力则在铲取开始阶段达到最大值，各构件Ｖｅ虽然功能强大，但造型功能相对薄弱，ｉｗ难传动效率；的自重则不发生变化。模拟仿真时使用系统提以用它创建具有复杂特征的零件，创建类似装Ｒ一ｆ轮胎动力半径。供的ｓｐｔ函数代表、和，三个力随时间ｅ载机工作装置这样复杂的机构是不现实的。因最大铲取阻力可用铲取时最大转斗阻的变化情况。仿真一个作业循环，得到动臂缸和此，我们用ＵＧ创建模型，然后将模型传送给力矩换算取得。最大转斗阻力矩发生在开始转铲斗缸在作业过程中的受力情况如图３所示，ＭＳ．ＡＣＡＤＭＳ进行分析。斗的一瞬间，其值可用下列公式计算：如图２负载在开始铲掘时同时达到最大，并随着铲斗（插入深度的增加而增大，之后动臂缸重载举升，１．２三维几何模型的导入。本文将ＵＧ环境所示）下的装载机工作装置实体数据模型以ＡＡＭＳＤａ．转斗时静阻力矩的确定。在开始翻斗时，受力随着信力比的减小而增大，最后随着卸载能较好识别的ｐｒｓｌａａｏｉｄ格式导出，其导人步需要克服的阻力矩Ｍ是最大静阻力矩（或称铲减小到最小值。作业过程中动臂缸和铲斗缸在骤： ①在ＡＡＳＦｅＩｐｒ对话框中选择斗初始静阻力矩）ＤＭ的ｉｏｌｍｔ，它与插入阻力之间有下的受力情况如图４所示。ｐｒｓｌ（一ｍ＿ｘ＊ｍｉ文件类型，入文面的函数关系：ａａｏｉ＊ｘｔｔｔｘｔｂｎ）ｄ．输ｆ１１件的路径和零件名。在ＰｒＮｍ框中单击右ａｔａｅ．，ｏＸ一￡ｌ＋ＩＩ．４ｍ键选择Ｃｅｔ，ｒｅ并在弹出的对话框中修改ＰｒＭ＝１Ｆｌ（寺）ｙａａｔＮｍ项，ａｅ连续单击０即可导入部件；导人ｋ ② Ｉ斗插入料堆的最大深度文件后，双击部件弹出” ｏｉｉｄｏｙ对ＭｄｆＲｇｂｄ ” ｙｉ斗回转中心０与斗刃的水平距离话框，在ＤｅｎｓｙｔｆｅＭａｓＢ栏选择ＧｏｔｎｅｍｅｒａｄｙＹ一铲斗回转中心０与地面的垂直距离ＭａｅａＴｐ在ＭａｅａＴｐｔｌｙｅｉｒｔｒｌｙｅ文本框选择．ｉＭｔａｓｅ单击Ａｐ完成质量、转动惯量、ａｒ１ｔｌｅ．ｅｉｐｌｙ

基于ADAMS的大型地下铲运机动力学仿真及试验研究

了产品的安全性和可靠性。该方法极大地缩短了设计周期，提高了产品的性能，具有重要的研究意义和工
程应用价值。
关键词：大型地下铲运机+动力学建模+仿真分析+ ADAMS
中图分类号：TP24 文献标识码：A
文章编号：1004-4051(2021)S1-0166-04
Dynamic simulation and experimental study of large underground shovel based on ADAMS
，即发动机所 1
型铲运机来说，利用桥下部
安装
布置副车架，可以上部，
上部液力变
和其上安装的液压油泵及液压管路可以布置在
副车架的上方，这
铲运机结构布置紧凑，减
少
身长度，减少
过性能「2「4）。
转弯半径，改善
ADAMS过大，零件过多，所以将三维模型简化为前
后车体两部分，然后导入ADAMSO地下铲运机的
前架的三维模型过PRO/E建立并保存为
Abstract: In this paper,a large-scale underground LHD is taken as the research object, and a new product development of a large-scale underground LHD is completed based on proe three-dimensional design software)ThedynamicsimulationanalysisoftheperformanceofthedevelopedLHDiscarriedoutbyusing ADAMS dynamic simulation software , and the steering curve and braking distance curve of the LHD are obtained which verifies the accuracy of the model.After the optimization design the research and developmentarecompleted andtheperformancetestiscarriedout.Thetestresultsverifythesafetyand reliabilityoftheproduct.Themethodgreatlyshortensthedesigncycleandimprovestheperformanceofthe product whichhasimportantresearchsignificanceandengineeringapplicationvalue. Keywords: large underground LHD； dynamic modeling； simulation analysis； ADAMS