[發(fā)明專利]一種直道加速加載裝置動(dòng)力學(xué)性能的仿真方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011395527.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112487685A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉周景;孫鳳艷;阮建鳴;楊海露;苗英豪;汪林兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06T17/00;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波;鄧琳

本發(fā)明公開了一種直道加速加載裝置動(dòng)力學(xué)性能的仿真方法，包括：在三維實(shí)體造型軟件中分別建立直道加速加載裝置中加載單元的四個(gè)子裝配體的三維實(shí)體模型；利用三維實(shí)體造型軟件與多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件的接口，將四個(gè)子裝配體分別導(dǎo)入多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中；對(duì)四個(gè)子裝配體添加各自裝配體內(nèi)的約束；建立直道加速加載裝置的總體文件，在多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中將四個(gè)子裝配體分別導(dǎo)入總體文件中，并添加子裝配體之間的約束；在多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中添加路面、輪胎，并設(shè)置接觸力；在總體文件中根據(jù)直道加速加載裝置的具體運(yùn)行工況設(shè)置驅(qū)動(dòng)力和載荷，模擬直道加速加載裝置的運(yùn)行情況，仿真結(jié)束后導(dǎo)出各類表征動(dòng)力學(xué)性能的特征參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加速加載系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直道加速加載裝置動(dòng)力學(xué)性能的仿真方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著道路里程不斷增加，路面的早期破壞現(xiàn)象日益嚴(yán)重。為了有效研究路面結(jié)構(gòu)的破壞形式，路面加速加載是一種有效的試驗(yàn)方法。路面加速加載試驗(yàn)(APT)能夠在短期內(nèi)模擬在外界荷載和環(huán)境的長(zhǎng)期耦合作用下的路面結(jié)構(gòu)，是揭示路面早期損壞機(jī)理的有效措施。

然而，路面加速加載試驗(yàn)需要特制的實(shí)驗(yàn)裝置，并且試驗(yàn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，試驗(yàn)的花費(fèi)多，若能輔以仿真分析技術(shù)，能夠更加全面的開展路面服役性能評(píng)估。因此，通過仿真分析可以實(shí)現(xiàn)高效率、低成本路面結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析，同時(shí)利用仿真分析的方法也可以探討環(huán)境因素對(duì)路面結(jié)構(gòu)乃至加速加載裝置本身的疲勞壽命的影響，驗(yàn)證裝置運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種建模過程工作量小、效率高、模型可以重用的直道加速加載裝置動(dòng)力學(xué)性能的仿真方法，該方法不僅能夠有效探究直道加速加載裝置的動(dòng)力學(xué)性能，而且能夠降低試驗(yàn)成本，提高設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供如下方案：

一種直道加速加載裝置動(dòng)力學(xué)性能的仿真方法，包括以下步驟：

在三維實(shí)體造型軟件中分別建立直道加速加載裝置中加載單元的各個(gè)子裝配體的三維實(shí)體模型，并進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，所述加載單元包括：車架、加載梁、小車輪和液壓缸四個(gè)子裝配體；

利用三維實(shí)體造型軟件與多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件的接口，將簡(jiǎn)化處理后的四個(gè)子裝配體分別導(dǎo)入多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中；

對(duì)四個(gè)子裝配體添加各自裝配體內(nèi)的約束；

建立直道加速加載裝置的總體文件，在多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中將四個(gè)子裝配體分別導(dǎo)入總體文件中，并添加子裝配體之間的約束；

在多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中添加路面、輪胎，并設(shè)置接觸力；

在總體文件中根據(jù)直道加速加載裝置的具體運(yùn)行工況設(shè)置驅(qū)動(dòng)力和載荷，模擬直道加速加載裝置的運(yùn)行情況，仿真結(jié)束后從多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件中導(dǎo)出各類表征動(dòng)力學(xué)性能的特征參數(shù)。

優(yōu)選地，所述三維實(shí)體造型軟件采用SolidWorks軟件，所述多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件采用ADAMS軟件，通過ADAMS軟件中的View模塊將簡(jiǎn)化處理后的四個(gè)子裝配體分別導(dǎo)入總體文件中。

優(yōu)選地，所述直道加速加載裝置的四個(gè)子裝配體之間的約束包括固定副約束和旋轉(zhuǎn)副約束。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)力通過STEP函數(shù)來添加，選用的STEP函數(shù)如下：

STEP(time,0,0,2,-(VM(chejia.cm)-5560)*1e6)。

優(yōu)選地，所述載荷通過加載單元中的液壓模塊進(jìn)行設(shè)置，所述液壓模塊包括液壓缸和蓄能器，通過設(shè)置油液性質(zhì)、液壓缸和蓄能器的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)載荷的設(shè)置。

優(yōu)選地，所述液壓缸的參數(shù)包括：液壓缸的活塞直徑、液壓桿的直徑、液壓缸的行程、活塞的初始位置、初始?jí)毫Γ凰鲂钅芷鞯膮?shù)包括：蓄能器的體積、氣體的預(yù)充壓力、氣體的壓力、接口的直徑。