开题报告----矿用铰接式自卸车车架动态仿真与研究

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1、 大 学 毕业设计开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院院 、 系系 ： 专专 业业 ： 机械设计制造及其自动化 论论 文文 题题 目目： 矿用铰接式自卸车车架动态仿真与研究 指 导 教 师指 导 教 师 : 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文 献综述： 文文 献献 综综 述述 1任务剖析 本课题矿用铰接式自卸车车架动态仿真与研究是针对矿用自卸车运动的模拟仿真， 对其进行动态模拟仿真通过运动仿真完成对其的优化模型设计。首先要在soliworks软 件中完成车架的模型，再将模型导入ADAMS

2、软件中进行动态模拟，并完善其动态特性, 完成其尺寸优化，对模型进行修改，并完成测试。 2.车辆动力学仿真研究 车辆是一个包含惯性、弹性、阻尼等动力学特征的复杂非线性系统，其特点是运动 零件多、受力复杂。由于组成车辆各机械系统(如转向、悬架、传动机构)之间的相互耦 合作用，使车辆的动态特征非常复杂。在研究车辆诸多的行驶性能时，车辆动力学研究 对象的建模、分析与求解。始终是一个关键性问题。车辆本身是一个复杂的多体系统， 外界载荷的作用更加复杂，加上人车环境的相互作用，给车辆动力学研究带来了很 大困难。由于理论方法和计算手段的限制，该学科曾一度发展较为缓慢。主要障碍之一 在于无法有效的处理复杂受力下

3、多自由度分析模型的建立和求解问题 2。许多情况下， 不得不把模型简化，以便使用古典力学的方法人工求解，从而导致车辆的许多重要的特 性无法得到较精确的定量分析。计算机技术的迅猛发展，使我们在处理上述复杂问题方 面产生了质的飞跃。有限元分析技术、模态分析技术以及随后出现的多体系统动力学正 是在这种情况下发展起来的。 这些理论方法出现以后很快在车辆技术领域中得到了应用 3。 国外车辆动力学中的研究经历了由试验研究到理论研究， 由开环研究到闭环研究的 发展过程。力学模型逐渐由线性模型发展到非线性多体系统模型;模型的自由度由二个 自由度发展到数十个自由度，文献4概述了这一发展过程。模拟计算也由稳态响应特

4、 性的模拟发展到瞬态响应特性和转弯制动特性的模拟研究。文献5介绍了多体动力学 程序在车辆中的模拟应用情况，但几乎都是采用多刚体系统模型，文献6考虑了弹性 车架的车辆模型，但也仅仅建立了只含两个物体的车辆模型。到了 80 年代初，不仅有 许多通用的软件可以对车辆系统进行分析计算， 而且还有各种针对车辆某一类问题的专 用多体软件。研究的范围从局部结构到整车系统，涉及车辆系统动力学的方方面面。80 年代中期是多体系统动力学在车辆工程上应用发展最快的时期。 国外各主要车辆厂家和 研究机构在其 CAD 系统中安装了多体系统动力学分析软件，并与有限元、模态分析、优 化设计等软件一起构成一个有机的整体，在车

5、辆设计开发中发挥了重要作用。商品化的 多体软件的销售量呈上升趋势。 目前市场上占有率最高的是美国 MDI 公司开发的 ADAMS， 其中车辆行业的使用率为 43%，该软件在为客户提供通用平台同时，还专门提供了用于 车辆分析的专门模块(ADAMS_Car)，使用起来非常方便。 国内在车辆动力学的研究中， 采用多刚体系统动力学进行分析和计算的工作起步较 晚。七十年代初，长春车辆研究所和清华大学同时发展了车辆动力学的研究 78。研究 工作集中在平顺性、操纵稳定性性能指标的评价方法、试验方法及操纵稳定性力学模型 的建立、模型的计算方法、性能预测方法和优化设计方法等。力学模型从七十年代研究 车辆侧偏和横

6、摆运动的二自由度线性模型， 发展到包括侧倾和转向系在内的三至五自由 度乃至十三个自由度的非线性模型， 其功能也从对车辆稳定性的稳态响应和瞬态响应的 分析 8，发展到车辆转弯制动性能的分析2。此外，文献16首次分析了车辆悬置以上 结构弹性体的一阶扭转振动对摆振性能的影响。 1986 年， 吉林工业大学的温吾凡等人利 用多刚体系统动力学方法，对二维刚体系统进行运动学分析，并编制了一个人机对话型 的分析程序。1989 年，吉林工业大学的林逸利用 R-W 方法，建立了对车辆独立悬架中的 单横臂及摆柱式悬架进行空间运动分析的通用计算程序 9。1991 年，第二车辆制造厂的 上宫文斌等人，采用自然坐标的概念，利用虚功原理建立车辆转向系统和悬架运动学分 析方法。北京农业工程大学的周一鸣教授等研制了广义机构计算机辅助设计软件 GMCADS，用于分析平面和空间机构的运动学及动力学性能。1992 年，清华大学的张海岑 采用多刚体力学中的牛顿欧拉方法， 建立了车辆列车七十四个自由度的非线性数学模 型，其中包括多种轮胎模型、悬架系