混凝土泵车臂架回转系统动力学分析及预测机械强度

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1、JournalofMechanicalStrength2014，36(2):300-304●研究简报●*混凝土泵车臂架回转系统动力学分析及预测DYNAMICSANALYSISANDPＲEDICTIONONBOOMSLEWINGSYSTEMOFTHECONCＲETEPUMPTＲUCK＊＊1，222＊＊＊2黄毅郭岗邝昊张彬(1．湖南大学机械与运载工程学院，长沙410082)(2．中联重科股份有限公司全球研发中心，长沙410013)1，2222HUANGYiGUOGangKUANGHaoZHANGBin(1

2、．CollegeofMechanicalandVehicleEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)(2．GlobalＲesearchCenter，ZoomlionHeavyIndustryScienceandTechnologyCo．，Ltd，Changsha410013，China)摘要针对混凝土泵车臂架回转系统的振动性能，基于多体动力学理论建立包括回转齿轮啮合驱动的臂架刚柔耦合动力学模型，对其动态特性和振动响应进行动力学预测分析。动力学仿

3、真求解和试验测试结果表明，仿真模型与试验样机的固有频率误差为4%左右，阻尼比误差为13%，臂架末端横向振动位移曲线基本吻合，验证了动力学模型和仿真结果的准确性和有效性。通过对典型姿态下臂架回转系统的动力学预测，得到臂架在水平、弓形和L形姿态下的末端横向振动位移的最大幅值分别为1300mm、980mm和244mm;振动衰减时间分别为50s、55s和62s;横向振动阻尼比分别为0.0267、0.02和0.01;横向振动固有频率分别为0.2246Hz、0.2539Hz和0.3027Hz;预测分析结果为臂架的

4、减振研究提供理论依据。关键词混凝土泵车臂架回转系统刚柔耦合动力学模型预测中图分类号TU646AbstractTostudythevibrationperformanceofboomslewingsystemoftheconcretepumptruck，arigid-flexiblecouplingdynamicmodelincludingboomandslewinggeartransmissionwascreatedtopredictthedynamiccharacteristicandthevibr

5、ationresponsebasedonmulti-bodydynamicstheory．Thesolutionofdynamicsimulationandtestresultsshowthattheerrorofnaturalfrequencybetweenthesimulationmodelandtheexperimentalprototypeisabout4%，theerrorofdampingratiois13%，anddisplacementcurvesoftheboomtiphorizon

6、talvibrationarenearlyaccordantthatthepertinenceevaluationfactorreach0.95，sothedynamicmodelandthesimulationresultswereverifiedtobeaccurateandvalid．Withdynamicpredictionoftheboomslewingsystemintypicalposture，theresultsshowthatthemaximumdisplacementamplitu

7、deoftheboomtiphorizontalvibrationinhorizontal，bowandL-typepostureis1300，980and244millimeter;dampingtimeis50s，55sand62s;dampingratiois0.0267，0.02and0.01;naturalfrequencyis0.2246Hz，0.2539Hzand0.3027Hz;Predictionandanalysisresultsprovideatheoreticalbasisfo

8、rthestudyonboomvibrationcontrol．KeywordsConcretepumptruck;Boomrotarysystem;Ｒigid-flexiblecoupling;Dynamicmodel;PredictionCorrespondingauthor:ZHANGBin，E-mail:zhangbin19860627@163．com，Tel:+86-731-89951156TheprojectsupportedbyNation