矿车对刚性车挡碰撞过程的Simulink仿真分析_贺文海
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Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2020, 9(4), 245-255 Published Online October 2020 in Hans. /journal/dsc https:///10.12677/dsc.2020.94024车辆与避险车道末端挡墙碰撞的数值模拟分析覃频频,莫基强,侯晓磊,张绍坤广西制造系统与先进制造技术重点实验室(广西大学机械工程学院),广西 南宁收稿日期:2020年10月2日;录用日期:2020年10月12日;发布日期:2020年10月27日摘 要设置在避险车道末端的末端挡墙,是避险车道的最后一道屏障,但其设置存在不合理性。
为此,利用Ls-Dyna 软件分别建立素混凝土挡墙和钢筋混凝土挡墙有限元模型,并根据不同的车辆及道路因素,对失控车辆与挡墙的碰撞过程进行模拟仿真,并对仿真结果进行评价。
结果表明:失控车辆与挡墙碰撞时的接触力、驾驶室侵入量均随着碰撞速度的增大而增大,且素混凝土、钢筋混凝土挡墙的碰撞接触力、侵入量差距不大,且钢筋混凝土挡墙对车辆的约束性更强,能够使车辆速度进一步降低。
关键词避险车道,车辆碰撞,有限元法,钢筋混凝土Numerical Simulation Analysis of Vehicle Crash with Retaining Wall of Emergency Escape RampPinpin Qin, Jiqiang Mo, Xiaolei Hou, Shaokun ZhangGuangxi Key Laboratory of Manufacturing System & Advanced Manufacturing Technology, School of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning GuangxiReceived: Oct. 2nd , 2020; accepted: Oct. 12th , 2020; published: Oct. 27th, 2020AbstractThe retaining wall set at the end of emergency escape ramp is the last barrier of EER, but its set-ting is unreasonable. In view of this, Ls-Dyna software was used to establish finite element models覃频频等of concrete retaining wall and reinforced concrete retaining wall; then the simulation of vehicles crash with the retaining wall was carried out, and the simulation results were evaluated. The re-sults show that when the vehicle crashes with the retaining wall, the contact force and the intru-sion amount of the cab increase with the increase of the crash speed, and the crash contact force and intrusion amount of the concrete and reinforced concrete retaining walls are not much dif-ferent. The reinforced concrete retaining wall has a stronger restraining effect on the vehicle and can further reduce the vehicle speed.KeywordsEmergency Escape Ramp, Vehicle Impact, FEM Reinforced Concrete Array Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言避险车道指为使主线车流中的制动失效车辆能够减慢行驶速度并且最终停止下来,在主线道路旁设置的一种辅助车道[1]。
基于车辆负荷系数的矿用车AT动力换挡策略李昊;刘建霞【摘要】Automatic shift speed for heavy mining vehicles needed to meet different road condition demands at any time.A new shift control strategy was proposed in view of this situation based on the vehicle load coefficient,aiming at modifying the automatic shift strategy which commonly used speed and throttle opening as control parameters.A mathematical model of vehicle transmission system of a 32 tons mining tripper was built and the best shift speed point at different throttle openings and vehi-cle load coefficients was solved by graphic method.A simulation model of vehicle transmission system was established with MATLAB/Simulink and simulations were conducted.The results show that the revised shift strategy may adapt to a variety of working conditions and reduce the automatic gear pat-terns settings.%针对重型矿用车自动换挡车速需要时刻适应不同环境路况的需求,提出了基于车辆负荷系数的换挡控制策略,对目前常用的以车速和油门开度为参数的动力性自动换挡控制策略进行了修正。
基于ADAMS 的碰撞仿真分析谢最伟 吴新跃(海军工程大学 船舶与动力工程学院,湖北 武汉 430033)摘要摘要::碰撞仿真是一个很复杂的问题,在ADAMS 中进行碰撞仿真涉及到很多参数的定义、模型的准确建立等问题。
参数设置不准确,得出的结果便不精确,甚至会使仿真失败。
本文以ADAMS 的碰撞仿真理论为基础,在综合分析碰撞参数物理意义的基础上。
通过一对直齿圆柱齿轮的碰撞实例,分析了不同参数对仿真结果精度的影响,得出了对碰撞参数的设置具有参考价值的结论。
关键词关键词::ADAMS;碰撞仿真;碰撞参数;齿轮1 1 引引言利用动力学仿真软件ADAMS 可以较方便地求解刚性体的碰撞问题,但计算参数的选取对计算结果的准确性有很大影响,成为人们应用ADAMS 准确、快速解决碰撞问题的难点和重点,计算参数如果设置的不够准确,在进行碰撞仿真时可能会出现穿透现象,甚至会使计算终止。
从现有文献来看,人们只是对刚度、碰撞力指数及阻尼的定义进行了一些分析研究,大量计算表明,仅仅注重这几个参数是远远不够的。
本文以ADAMS 的碰撞力定义方法为依据,对碰撞参数的设置进行了比较全面的分析研究,通过具体碰撞仿真实例,得出了一些如何合理进行参数设置的结论。
2 ADAMS 碰撞碰撞力的定义力的定义力的定义在ADAMS 中有两种定义碰撞力的方法:一种是补偿法(Restitution);另一种是冲击函数法(Impact)。
相对而言,前者的参数更难准确设置,所以更多是选用后者来计算碰撞力。
冲击函数法是根据impact 函数来计算两个构件之间的碰撞力,碰撞力由两个部分组成:一个是由于两个构件之间的相互切入而产生的弹性力;另一个是由于相对速度产生的阻尼力。
impact 函数的一般表达式为:00max 0)0,,1,,()/()(0_q q q q q d q q step dt dq c q q k impact F e ≤> −⋅⋅−−=(1)式中:0q 为两个要碰撞物体的初始距离;q 为两物体碰撞过程中的实际距离; qt dq /为两个物体间距离随时间的变化率,即速度;k 为刚度系数;e 为碰撞指数;max c 为最大阻尼系数;d 为切入深度,它决定了何时阻尼力达到最大;为了防止碰撞过程中阻尼力的不连续,式中采用了step 函数,其形式为),,,,(1100h x h x x step ,按式(2)进行计算。
电铲工作装置EDEM Adams Simulink联合动态仿真电铲是一种用于挖掘和搬运土石等物料的工程机械设备,广泛应用于矿山、建筑工地和水利工程等领域。
电铲的工作装置是其核心部件,直接影响到电铲的挖掘效率和运行稳定性。
为了更好地理解电铲工作装置的动态特性,工程师们常常利用动态仿真技术进行研究和优化。
本文将介绍一种基于EDEM和Adams Simulink联合动态仿真的方法,以及其在电铲工作装置设计中的应用。
EDEM是一种专门用于颗粒动力学仿真的软件,可以模拟颗粒物料在不同工况下的运动和相互作用。
Adams Simulink是一种多体动力学仿真软件,可以模拟机械系统的运动和力学特性。
将EDEM和Adams Simulink两种软件进行联合仿真,可以更加真实地模拟电铲在挖掘和搬运过程中的工作情况,有助于工程师深入理解电铲工作装置的动态特性和工作原理。
我们需要建立电铲工作装置的三维模型。
对于电铲来说,其工作装置主要包括铲斗、铲杆和升降机构等部件。
利用EDEM软件可以对铲斗进行颗粒动力学仿真,模拟挖掘物料的过程,包括物料的流动、堆积和碰撞等。
利用Adams Simulink软件可以对铲杆和升降机构等部件进行多体动力学仿真,模拟电铲的各个部件在不同工况下的运动和力学特性。
我们可以利用联合动态仿真技术进行电铲工作装置的设计优化。
通过对电铲在不同工况下的动态特性进行仿真分析,可以找到电铲工作装置的优化方案,包括改进铲斗结构、优化铲杆长度和升降机构设计等措施,以提高电铲的挖掘效率和运行稳定性。
利用EDEM和Adams Simulink联合动态仿真技术可以更加真实地模拟电铲工作装置的动态特性,有助于工程师深入理解电铲的工作原理和优化设计方案。
相信随着这一技术的不断发展和应用,将为电铲工作装置的研究和设计提供更加有效的工具和方法。
哈尔滨工程大学硕士学位论文汽车碰撞过程的有限元数值模拟姓名:徐文岷申请学位级别:硕士专业:机械设计及理论指导教师:张旭20070301等软件,这样在利用HYPERMESH划分好模型的有限元网格后,可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式,从而利用相应得求解器进行计算。
HYPERMESH也可以直接输入CAD几何模型及有限元模型,减少用于建模的重复工作和费用。
HYPERMESH最著名的特点是它具有强大的有限元网格前处理功能和后处理功能。
在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面,具有很好的速度,适应性和可定制性,并且模型规模没有软件限制。
HYPERMESH具有强大的智能网格生成工具,可以交互调整每一个曲面或边界的网格参数,包括单元密度,单元长度变化趋势,网格划分算法等,因此HYPE鼢艇SH在汽车和航空航天等领域有着广泛的应用。
图3.3汽车整车有限元模型3.4汽车有限元模型的建立整车模型的建立参考了文献【38】,通过实际测量和相关手册得到汽车的关键点的数据,在前处理软件中建立汽车的外部模型。
对某些部件进行简化,如乘客、发动机、散热器等部件简化成固体单元,整车模型中的部件材料特性参数参照文献【38】规定的。
整车模型共有25个部件,各部件的编号及材料(a)内部件名称(b)外部件名称图3.4汽车部件名称在整车模型中,部分部件的连接采用点焊单元,但大部分部件之『日J的连接采用共同节点的方式连接,图3.5和表3.2给出了一个共同节点连接方式的示例。
表3.2中的每个单元的四个节点编号,是从如图所示单元左下角的节点依次选取的。
图3.5部件连接方式(1)边界约束条件:剐性墙的所有自由度均被约束。
(2)碰撞速度:按照CMVDR294的标准,对汽车施加一x轴负向的碰撞速度,大小为50km/h(13.89m/s)。
(3)接触算法:在碰撞过程中,有些部件变形后会碰到其它部件,有些部件变形后自身各部分相互挤压在一块,发生相互作用。
收稿日期:2016-05-26基金项目:国家自然科学基金项目(51275080)作者简介:宋伟刚(1963 -),男,教授,研究方向为现代物流系统与装备、机器人运动学、动力学与控制、机电一体 化技术。
矿用卡车装载过程冲击载荷的计算机仿真Computer simulation of impact load of mining truck in loading process宋伟刚,文赞彭SONG Wei-gang, WEN Zan-peng(东北大学 机械工程与自动化学院,沈阳 110819)摘 要:以矿用卡车车斗在装载过程中所受冲击力为研究目的,分别建立了矿用卡车和铲斗的三维模型,采用四面体模拟矿物颗粒,确定了计算机仿真中的颗粒参数。
给出了DEM和ADAMS联合仿真方法。
采用两种装载过程对矿用卡车的装载过程进行EDM和ADAMS联合仿真。
分别以冲击力和冲击系数为评价指标,得出了装载过程的单个颗粒和总体冲击力。
得出装载顺序的改变对车斗的冲击力影响不大;矿用卡车装载过程中的最大冲击载荷主要来自于第1铲装载时的冲击;装载过程的总冲击系数在1左右,在对矿用卡车整体进行动力学分析时可仅考虑装载矿物的总重力的作用,不必考虑动载荷系数的影响。
关键词:矿用卡车;装载过程;冲击载荷;联合仿真中图分类号:TH243 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2016)11-0134-060 前言矿用卡车是为适应矿山的特殊路况及装载运输过程中的特殊条件,为矿山开采专门设计的矿用卡车,其结构复杂、抗磨损能力强、能适应更恶劣的工作环境。
例如浅层的铁矿石多采用露天方式开采,爆破后的矿岩粒度最大可达1200mm ,挖掘机装载过程的落料高度最大可达3m 。
由于在装载及运输过程中,会产生巨大的动负载作用,对驾驶员的健康有很大的影响同时矿用卡车车斗底板也承受着矿石周期性的冲击和磨损作用,一般使用6~12个月就要进行修复或更换[1]。
基于多物理场耦合的汽车碰撞模拟仿真方法新领域创新研究在汽车工业领域,碰撞模拟仿真一直是非常重要且关键的研究领域。
通过模拟仿真,在汽车设计阶段就可以快速评估并改进车辆的安全性能,从而大大缩短了产品的开发周期。
然而,传统的碰撞模拟仿真方法对于复杂多物理场的耦合现象处理能力有限。
为了进一步提高汽车碰撞模拟仿真的精度和可靠性,研究人员开始探索基于多物理场耦合的方法。
在传统的汽车碰撞模拟中,常使用有限元法(Finite Element Method,FEM)来建立车辆的有限元模型,并通过求解结构动力学方程来模拟碰撞过程。
然而,汽车碰撞本质上是复杂的多物理场耦合问题,包含结构变形、动力学响应、热耦合、液体-固体相互作用等现象。
传统方法很难同时考虑到所有的物理场耦合,并且求解过程也过于复杂。
为了解决这个问题,研究人员提出了基于多物理场耦合的汽车碰撞模拟仿真方法。
该方法通过同时考虑结构动力学、热传导、流体动力学等多个物理场,有效地模拟了汽车碰撞过程中不同物理现象的复杂相互作用。
具体来说,这种方法将不同的物理场耦合模型集成到一个统一的仿真平台中,通过相互协同求解,实现了更准确、更可靠的碰撞模拟。
在基于多物理场耦合的汽车碰撞模拟仿真方法中,研究人员首先需要建立一个包含车辆结构、流体传导和传热等物理模型的有限元模型。
该模型需要考虑车辆各部件的几何形状、材料特性以及交通载荷等因素。
随后,研究人员基于有限元法求解结构动力学方程,得出车辆在碰撞过程中的形变情况。
同时,通过耦合流体传导和传热模型,计算车辆在碰撞过程中产生的热量和流体动力学响应。
为了实现多物理场的耦合求解,研究人员采用了一种迭代的求解策略。
首先,通过初始条件和边界条件,求解结构动力学方程得到车辆的结构响应。
然后,基于结构响应计算车辆的热量和流体动力学响应。
最后,将这些响应反馈到结构方程中,迭代求解,直到收敛。
通过这种迭代的求解策略,研究人员能够很好地模拟出汽车碰撞过程中物理场之间的相互作用。
0引言随着国家对煤矿资源的大量开采,带式输送机作为井下重要的煤矿输送设备,其设备综合性能的好坏直接影响着煤矿的输送效率。
皮带作为带式输送机中重要零件,其使用过程中,经常出现较大裂纹、皮带松弛、皮带瞬间断裂等故障现象,致使带式输送机只能停止作业,严重影响着带式输送机的井下作业安全。
将抓捕器合理应用到带式输送机中,有效实现皮带断裂后的快速抓捕动作,已成为当下煤矿企业重点关注的问题。
因此,以带式输送机结构分析为基础,对皮带断带原因及捕捉器性能进行分析研究,根据捕捉器抓捕过程的性能特点,采用MATLAB/Simulink软件,建立了捕捉器抓捕过程数学模型及仿真模型,开展了捕捉器抓捕过程的仿真分析研究,得到了抓捕器对皮带断带后的影响规律及捕捉器的最佳设计数量。
这对提高捕捉器的捕捉性能、实现皮带断带后的快速制动具有重要作用。
1带式输送机结构分析带式输送机种类较多,但其结构基本相同,主要由皮带、主动滚筒、清扫装置、机架、尾架、拉紧装置等组成。
其中,拉紧装置则主要负责将皮带进行拉紧,保证滚筒与皮带之间具有较好的摩擦力。
而皮带则是最容易发生结构裂纹及断裂的零件之一。
皮带发生断裂后,为有效避免相关事故的发生,在带式输送机中安装了不同数量的断带捕捉器,通过捕捉器中液压机构施加捕捉力,在较短时间和较短距离内,实现对断带后皮带的有效抓捕。
捕捉器的结构主要由液压缸、托辊、支撑臂、上/下闸块等部件组成,具有捕捉性能优越,性能稳定可靠等特点,已在诸多带式输送机中进行了广泛应用。
掌握捕捉器的结构性能,提高皮带断带后的抓捕效果,对保证带式输送机的工作效率至关基于simulink的矿用带式输送机捕捉器断带抓捕过程研究王超(霍州煤电集团辛置煤矿,山西霍州031412)摘要:皮带作为带式输送机中重要零件,其使用过程中的结构断裂,将带式输送机的作业效率及井下作业安全构成重要影响。
将抓捕器合理应用到带式输送机中,有效实现皮带断裂后的快速抓捕动作,已成为当下研究的重点。