1、MSC.ADAMS模型

 

    RSC45正面吊運機主要由吊臂、車架體、前后輪胎、俯仰油缸、伸縮油缸、駕駛室、油箱、轉向系統、液壓系統、傳動系統、吊具等組成，其MSC.ADAMS幾何模型如圖1所示：

 

    newmaker.com

 

    圖1RSC45正面吊運機MSC.ADAMS運動分析模型

 

    其中坐標系以臂架與車架兩鉸點的連接中點為坐標原點，臂架水平伸出方向為X正向，豎直向上為Y軸正向。其中，吊重（集裝箱）質心偏移Z軸0.8米。

 

    創建約束副：根據各個部件的連接關系，在前后俯仰油缸的缸體與活塞桿之間創建圓柱副；考慮到重物吊偏情況下兩根俯仰油缸受力不同，分別在俯仰油缸活塞桿與基本臂以及基本臂與車架體之間創建襯套（Bushing）；此外，在基本臂與伸縮臂之間創建平移副來表示伸縮油缸的運動；在伸縮臂與吊物的吊點處創建旋轉副。

 

    創建傳感器：定義Sensor-1為俯仰油缸的行程，其范圍在0～2.78m；Sensor-2為伸縮油缸行程，其范圍在0～7.07m；Sensor-3為臂架俯仰旋轉角度，其范圍在0～59.26o。

 

    定義運動：先在吊點處創建豎直向上的直線運動Motion-0，滿足起升速度為0.25m/s的要求。通過此運動副求出俯仰油缸和伸縮油缸的運動曲線。再據此曲線反求俯仰油缸和伸縮油缸的三次樣條運動曲線SPLINE_1和SPLINE_2。施加兩俯仰油缸運動Motion-1、Motion-2為-CUBSPL（time，0，SPLINE_1，0），伸縮油缸運動Motion-3為-CUBSPL（time，0，SPLINE_2，0）。最后，再將Motion-0刪除。

 

    2、分析工況

 

    考慮3排4種不同位置上的4種不同起吊載荷工況，如圖2所示。

 

    newmaker.com

 

    圖2RSC45正面吊運機位置與載荷工況

 

    各種工況下的位置、起吊載荷以及伸縮油缸的參數如下表2所示。

 

    表2正面吊運機工況數據表

 

    newmaker.com

 

    3、MSC.ADAMS結果及與有限元結果對比分析

 

    3.1MSC.ADAMS分析結果

 

    對上述四種不同工況進行MSC.ADAMS運動學仿真，得到了兩俯仰油缸和伸縮油缸隨時間變化的位移、速度、加速度及受力曲線；得到了基本臂與車架體旋轉鉸點處的約束力隨時間變化的曲線。圖3～8表示了起吊45噸到位置1這一過程的仿真曲線。

 

    newmaker.com

 

    圖3俯仰油缸和伸縮油缸的位移變化曲線

 

    newmaker.com

 

    圖4俯仰油缸和伸縮油缸的速度變化曲線

 

    newmaker.com

 

    圖5俯仰油缸的加速度變化曲線

 

    newmaker.com

 

    圖6伸縮油缸的加速度變化曲線

 

    newmaker.com

 

    圖7兩俯仰油缸和伸縮油缸的受力變化曲線

 

    newmaker.com

 

    圖8基本臂與車架體旋轉鉸點處的約束力隨時間變化的曲線

 

    3.2與有限元結果對比分析

 

    起吊到四個位置點時基本臂與車架體鉸接點、俯仰油缸、伸縮油缸受力的MSC.ADAMS分析結果與MSC.NASTRAN有限元計算結果對比分析如下表3所示。

 

    表3MSC.ADAMS與MSC.NASTRAN結果對比分析表

 

    newmaker.com

 

    4、結論

 

    通過仿真分析可得如下結論

 

    4.1利用MSC.ADAMS運動學分析可以得到正面吊運機在整個運動過程中的參數曲線，包括位移、速度、加速度、力等。

 

    4.2通過MSC.NASTRAN對某一吊載起吊到某一位置等各種典型工況下的有限元計算，并與MSC.ADAMS仿真結果的對比分析，相對誤差在0.19％～8.88％之間，從而可以驗證MSC.ADAMS仿真結果的正確性。

 

    4.3可為正面吊運機的設計，特別為俯仰油缸和伸縮油缸以及臂架的設計提供了理論依據。(end)