装载机工作机构的多体系统动力学分析_图文

1、 第 6 期 李杨民等 : 装载机工作机构的多体系统动力学分析 71 表 4 中: 12 . 36 I2 = 16 . 2 272 . 37 0 , I 5 = 0 0 284 . 73 1 . 16 0 0 0 22 . 51 0 0 0 23 . 67 , I 3 = 8 . 33 0 0 0 44 . 25 0 0 0 9 . 46 0 0 46 . 92 0 9 . 46 0 0 0 0 . 93 . , 16 . 2 0 0 0 2 . 97 0 I4 = 0 2 . 97 0 0 0 , I 6 = 在动力学计算时 ,已知动臂 (B2 体 随时间而变的力矩 M ( t , 见图 3

2、 ( a ,由通用的多体动力学分析程序 MB2 DA 输出了各体的角位移 、 角速度和角加速度 , 各体的 表 4 质量和惯性矩阵 Table 4 Mass and inertia matrix K 2 3 4 5 6 m k/ kg 572 600 46 310 120 质心的位置 、 速度和加速度 , 以及各铰点处的内力 , 限 I2 I3 I4 I5 I6 于篇幅 ,本文只给出了部分计算结果 。图 3 ( b 、 3 ( c 、 I k/ kg 3 ( d 为铲斗质心运动的位置 、 速度和加速度时间历程 , 设计人员可以获悉在该举升力矩的条件下 ,铲斗运动的加速度是否合适 ,如果加速度太

3、大则易 使铲斗运动过程中撒落物料和使各铰接点的约束力过大 ,造成销 、 孔间的研磨和铰死 ,因此动 力学分析将对设计后的产品有一定的预见性 ,帮助设计人员在设计阶段不断修改设计 ,使产品 的动态性能得到改善 。 图3 动力学计算结果 Fig. 3 Calculation results of dynamics 3 结 论 采用基于 Kane 方程的 Huston 方法 ,层次分明地推导出了装载机工作机构的多体系统动 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 华 南 理 工 大 学

4、 学 报 第 24 卷 72 力学方程 ,同时运用通用的多体系统动力学分析程序 MBDA , 对一实际产品的工作机构进行 了动力学分析 。解决了过去采用常规的力学方法而难以实现对装载机工作机构的建模和求解 问题 ,本研究将对提高装载机工作机构的动态设计水平有重要参考价值 。 参 考 文 献 1 Huston R L ,刘又午著 . 多体系统动力学 . 天津 : 天津大学出版社 ,1987 2 李杨民 ,刘又午 . 铰接式车辆转向机构的多刚体系统运动学分析与优化设计 . 汽车工程 ,1993 (3 :129136 3 李杨民 ,吴洪涛 ,刘又午 . 液压挖掘机铲斗机构的多体系统运动学分析 . 建

5、筑机械 ,1993 (2 :1317 4 李杨民 . 多体系统理论和方法及其在工程机械与机器人动力学参数辩识中的应用 : 博士论文 . 天津 : 天津大学 ,1993 D YNAM IC ANAL YSIS FOR A WOR KIN G M ECHAN ISM O F WHEEL LOAD ER L i Y angm i n L i u Youw u ( Dept . of Mechat ronic Engineering , Sout h China U niv. of Tech. Abstract This paper uses Huston met hod based on Kane

6、s equation , and t he dynamic equation of a working mechanism of wheel loader is first derived. By means of compiled multibody system dynamic analysis software MBDA , a working mechanism of wheel loader for a practical product is calculated and analyzed. Meanwhile , new design met hods and viewpoint s are proposed , which has great value for inproving t he dynamic design level of wheel loader. Key words wheel loader ; working mechanism ; mul