拉臂车卸货工作仿真与分析

图Ｉ 拉臂 式 垃圾 车作 业工 况 拉臂 车 工 作 系统 （ 图２），主 要 由举 见 升油 缸 、拉臂 、伸 缩油 缸 、联动 架 、锁 紧架 和副 车架等部 件组成 。 １２模型假 设 ． 在建立拉臂车 工作 系统虚拟样机模 型时 ， 本文做 了如下假 设 ：
动 架连 接销 、联 动架 与 副车架 连接 销 的作用 力 。举 升卸 货过 程 中 ，在 换 向阀芯 打开 的瞬 间 ，油缸作用 力迅速增加 ，增加到６９ Ｎ ５ ｋ 。然 后 随着箱 体 被举 起 ，油缸 作用 力开 始下 降 。 固定 座 与联 动架 连接销 、联动 架与 副车 架连
Ｑ：
Ｃ ｉ ｅ ｅ ｈ Ｏ０ ａ ｄＰｏ ｕ Ｉ ｈ ａ Ｎ ｗＴ ｃ ｎ １ｇ ｎ ｎ ｎ ｄ ｃ ｓ
高 新 技 术
拉 臂 车 卸 货 工 作 仿 真 与 分 析
李 波 吴 永 根 葛 振 亮 （ 台大 学机 电汽 车 工程 学院 ， 山东 烟 台 ２ ４ ０ ） 烟 ６０ ５
引言
垃圾 倾 卸
果 ，本研 究 中箱体 重量 为 ｌ吨 的工作 状态 为 ５ 研究 对象 ，进 行 了装卸 货 的仿真 模拟 分析 。 为 了分析 方便 ，本 研究 定义 了举 升角 。举 升 角 为卸货 工作 过程 中联 动架 相对 于副 车架 的 转角 ，定 义箱 体处 于水 平位 置 的起始举 升 角 为０ 。经 测 定 ，装 箱 结束 时 举 升油 缸 与 副 度 车架之 间有６ 度 的倾 角。 ． ３ 然后 ，根据各个关键接触副 出的作用力 ， 将模型导 ＾Ａ Ｓ ｓ Ｎ Ｙ 中进行应力应变分 析。 ２１ 货过程 的Ａ Ａ Ｓ 真分析 ．卸 Ｄ Ｍ仿 卸货 过程 中 当举 升角增 大 到大 于垃圾 的 堆积 角 或垃 圾和 车厢 板之 间 的摩 擦 角时 ，货 箱 中 的垃圾 会 不 断地 滑 落 。 目前在 Ａ Ａ ／ Ｄ ＭＳ Ｖｅ 环境 下还 没有 具备 对垃 圾等 散粒体 滑落 ｉ ｗ 进行仿 真模 拟 的功 能 。所 以本研 究对拉 臂车 卸货 过程 的仿 真模 拟 中 ，假设 车厢 中的垃圾 重 量保 持不 变 ，体 积保 持不 变 ，只观察 拉臂 车各个 部件 的受 力 和位 移 。这样 的假设 下进 行 仿真 模拟 ，其 结果 与实 际工 作状 态会 有很 大 的差 异 。但 举 升角较 小 时 ，还能 够真 实地 反 映出拉 臂 车卸货 过程 中各 个 部件上 的力 和 位移 的变 化情 况 。另外 ，通 过模 拟仿 真 ，举 升角 较小 时 ，液压 缸 的举升 力很 大 ，但 随 着 拉臂 车举 升角 的增 大 ，液压 缸 的举升力 急 剧
图３ 、图４ 、图５ 分别为 油缸 、固定 座与联
样机几何模 型添加 约束 、载荷等 ；求解出结果 减少 。
后 ，再导人Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 中进行应力应变分析 。 ２仿真分析 根据 汽车厂提 供的设 计图和液压 系统的参 数 ，在Ａ Ａ Ｓ ｉ 环境下 进行 了仿 真模拟 。 Ｄ Ｍ／ｅ Ｖ ｗ 仿 真模 拟 分 析 吨 ；垃 圾倾 卸 过程 中 ５ 可 卸货 的最大 箱 体重量 为 １ 吨 。根 据这个 结 ６
．
摘 要 ：本研 究根 据 某汽车厂 提供 的 １吨 级拉臂 车设 计 图纸 为依 据 ，利 用机械 系统动 力 学仿 真分 析软件 Ａ Ａ ４ Ｄ ＭＳ建 立拉臂 车工作 系 统 虚拟样 机模 型 ，对卸货 工作过 程进行 联合 仿真 分析 ，求 出相 关特 征部位 的 力和位 移 变化 结果 ，作 为Ａ Ｓ Ｓ 限元 分析 约束和 受力 ＮＹ 有 条件 ，从 而进行拉臂 车重要 部件 的强度 、刚度 分析 。结构显 示满足 材料 的强度极 限 。 ｉ 关键 词 ：虚拟样机技 术 ；Ａ Ａ ；Ａ Ｙ Ｄ ＭＳ ＮＳ Ｓ ‘ 中图分类 号：Ｔ Ｉ ２ Ｈ ２ 文献 标识码 ：Ａ ‘ （ ） Ｉ 在倾卸过 程 中，只考 虑运动构 件和 虚拟样机技术作 为一种新 兴的设计手段 ， 垃圾箱内性能的影响 ，不考 虑风【 力的影响 ； 被 越来越 多地 应用 于工 程设计 和机 械 系统性 （ ）将工作系统 副车架认 为是刚体 固定 ２ 能研 究 。应用 数字 化虚 拟样机 技术 能有 效地 在拉臂车底盘车架上 ，不考虑车架 、 悬架 、 轮 克服 传统 物理 样机 开发模 式 的缺 陷 ，加 快产 胎 和地 面变形等对工作 系统 性能的影 响。 品开 发速度 ，节约 开发 成本 ，借此 技术 ，工 程 设计 人员 可在 建造 物理样 机之 前 ，在计 算 机 上建 立虚 拟样机 模 型 ，模 拟 现实环 境下 系 统 的运 动和 动力特 性 ，并 根据仿 真结 果对 各 种设 计方 案进 行快 速优 化对 比。缩短 设计 周 期 ，提高产 品质量 及产 品系统性 能。 １ 拉臂 车工作 系统虚拟样 机模 型建立 Ｉ 工作原理 ． Ｉ 垃 圾 倾 卸 时 ，拉 臂 与 联 动架 耦 合 为 一 图２ 体 ，举 升油缸伸 出倾卸 箱 内垃圾 。 １ 机械 系统建 模 ． ３ Ａ Ａ Ｓ Ｄ Ｍ 软件 中提供 了三 维几何 建模 的工 具 ，但其 功能 较弱 ，对 于 复杂 的三维 模 型需 要花 大量 的时 间来完 成建 模工 作 ，且 不能 保 证 模 型的 尺寸精 度 和装配 位置 精度 。本研 究 根 据 汽 车厂 提 供 的设 计 图 ，采 用 Ｓｌ ｗ ｒｓ ｏｉ ｏｋ ｄ 实 体设 计 软件完 成工 作 系统机 械 系统 三维 实 体 建模 工作 ，把 建好 的三 维实 体模 型导 人 到 Ａ Ａ ＳＶｅ 环境 中 ，在Ａ Ａ Ｓ ｉ 环境下对 Ｄ Ｍ ／ｉ ｗ Ｄ Ｍ ／ｅ Ｖ ｗ