基于ADAMS的鉸接式自卸車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)建模與仿真分析

姜 勇，顧洪樞，張文明

（1.北京礦冶研究總院，北京 100160；2.北京科技大學(xué) 機械工程學(xué)院，北京 100083）

多剛體動力學(xué)系統(tǒng)仿真時認(rèn)為零部件不會產(chǎn)生變形，而車輛行駛過程中，由于其零部件本身具有彈性，它一方面繞固定坐標(biāo)系運動，另一方面相對自身局部坐標(biāo)系做彈性變形，因此當(dāng)零部件的變形對整車動態(tài)特性的貢獻不可忽略時，為了使模型更接近真實系統(tǒng)，使仿真結(jié)果更為準(zhǔn)確，就必須要從多柔體系統(tǒng)動力學(xué)角度來進行分析［1－4］。目前有很多學(xué)者從模型精確性和仿真經(jīng)濟性兩方面考慮，建立系統(tǒng)的剛?cè)狁詈夏Ｐ汀?/p>

本文以60t鉸接式自卸車為研究對象，建立以車架為柔性體，其它零部件為剛性體的整車剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型，對不同行駛工況下的動態(tài)特性進行仿真分析，得到了車架關(guān)鍵位置處的加速度響應(yīng)及加速度功率譜密度曲線，仿真數(shù)據(jù)可為鉸接式自卸車的設(shè)計改進、車架的疲勞壽命預(yù)測分析提供重要參考依據(jù)。

1 鉸接式自卸車基本結(jié)構(gòu)

鉸接式自卸汽車（Articulated Dump Truck，簡稱“ADT”）是駕駛室和車體之間具有鉸接點和擺動環(huán)的自卸汽車［5－6］。它起源于20世紀(jì)60年代末的歐洲，是適應(yīng)惡劣天氣及空間受限制的工作條件的一種界于傳統(tǒng)剛性后卸式運輸汽車和鏟運機之間的鏟土運輸設(shè)備。

鉸接式自卸車主要由前車架、后車架、鉸接體、懸架系統(tǒng)、發(fā)動機、貨箱、輪胎等構(gòu)成（圖1所示）。該車輛的主要特點是前、后車架用鉸接體相連，前車架以鉸接體的上、下鉸點為中心可以左右轉(zhuǎn)動，鉸接體后部的轉(zhuǎn)動部分允許前、后車架獨立轉(zhuǎn)動以減小車架扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。……