混凝土泵車(chē)臂架多體動(dòng)力學(xué)建模方法研究及其軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、混凝土泵車(chē)因其澆筑范圍大、效率高、自動(dòng)化程度高，以及較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性能而被廣泛的應(yīng)用于各工程項(xiàng)目的建設(shè)中?；炷帘密?chē)臂架系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，而成為現(xiàn)在工程師和科技工作者的研究重點(diǎn)。而臂架系統(tǒng)的變姿態(tài)動(dòng)力學(xué)性能對(duì)于臂架的設(shè)計(jì)、智能化、可靠性都有很重要的意義，因而成為一個(gè)重要的研究方向。
　　本文旨在推動(dòng)混凝土泵車(chē)臂架的多體動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算效率。首先論述了離散時(shí)間傳遞矩陣法的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用方法，重點(diǎn)闡述了變步長(zhǎng)高精度數(shù)值微分計(jì)算

2、公式的推導(dǎo)和基于逐步積分法的速度、加速度的線性化方法;并通過(guò)模型算例驗(yàn)證該計(jì)算動(dòng)力學(xué)方法的變步長(zhǎng)計(jì)算的可行性，通過(guò)比較各種積分參數(shù)和時(shí)間步長(zhǎng)間的計(jì)算結(jié)果，得到適用于工程計(jì)算的選值范圍。
　　其次，重點(diǎn)分析了臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和載荷特性，提出不同種類的臂架系統(tǒng)均可將臂架系統(tǒng)簡(jiǎn)化為幾種子結(jié)構(gòu)串聯(lián)的表達(dá)形式，并對(duì)于臂架系統(tǒng)的載荷特性進(jìn)行了詳細(xì)的分類，在此基礎(chǔ)上闡述了每一種載荷的計(jì)算和施加方式，并詳細(xì)的推導(dǎo)了每一種子結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣，繼而根

3、據(jù)各個(gè)子結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣推導(dǎo)了系統(tǒng)總傳遞矩陣、邊界條件、數(shù)值計(jì)算的程式化方法。
　　再次，以Matlab為平臺(tái)建立了混凝土泵車(chē)臂架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件，實(shí)現(xiàn)了臂架系統(tǒng)的建模、加載、計(jì)算、結(jié)果查看和輸出的綜合功能。
　　最后，以某13m臂架系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)為基礎(chǔ)建立動(dòng)力學(xué)分析模型，計(jì)算臂架變姿態(tài)中運(yùn)動(dòng)和受力特性，判斷其結(jié)果合理性;而后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，保持計(jì)算模型與試驗(yàn)工況的液壓缸驅(qū)動(dòng)盡量一致進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;對(duì)比模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和ADAMS