基于虚拟样机的装配式机械化桥架桥机构设计与仿真.pdf

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1、基于虚拟样机的装配式机械化桥架桥机构设计与仿真张晓辰何晓晖吴韶1解放军理工大学野战工程学院南京2100072总装工程兵科研一所无锡214035摘要：以某型装配式机械化桥为研究对象，运用多体动力学相关理论建立了机械化桥架桥机构的参数化模型，并通过试验设计得到影响架桥机构性能的4个主控设计变量，在此基础上以关键杆件(前后摆杆和举升液压缸)的极限载荷为优化目标对架桥机构进行了优化设计。计算结果表明，与原方案相比，架桥机构在牺牲少量架设时间(延长1．91％)的条件下可有效降低关键杆件的峰值负载(降低14．12％)，进而延长了

2、关键杆件的使用寿命，使架桥机构的整体性能得到了显著改善。关键词：装配式机械化桥；单元桥节；虚拟样机；优化设计；机构设计；ADAMS中图分类号：TH122：TH248文献标识码：A文章编号：1001—0785(2015)02—0009—07Abstract：Withcertaintypeoffabricatedmechanicalbridgestructureasthestubobject，theparametricmodelisbuiltforthemechanicalbridgestructurebasedonmu

3、lti-bodydynamicstheories．Fourmaster-controldesignvariablesafect·ingtheperformanceofthebridgestructurearegetthroughthetestdesign．Optimaldesignisperformedforthebridgestrue—turewiththelimitloadofcriticalrodpieces(frontandbackswingrodandlifthydrauliccylinder)astheo

4、ptimalob-ject．Thecalculationresultshowsthatthebridgestructuresacrificingsmallamountoferectiontime(extending1．91％)caneffectivelyreducethepeakloadofthecriticalrodpieces，henceto’extendtheirservicelifeandsignificantlyimproveO—verallperformanceofthebridgestructure．K

5、eywords：fabricatedmechanicalbridgestructure；unitbridgebay；virtualprototype；optimaldesign；structuralde—sign；ADAMS进行分析，没有考虑运动因素对架桥机构性能的0引言影响。而在实际架设过程中，由于装配式机械化装配式机械化桥是保障部队在行进过程中克桥的桥节通常质量大、惯性高，导致架桥机构将服沟渠等障碍的一种临时架设的桥梁装备，其设不可避免地承受动载荷，因此，在对架桥机构进计要求为架设速度快、防护性好、有足够的承载行

6、设计分析时，需综合考虑动载因素的影响。本和抗振能力且工作性能稳定。作为一种可重复文以某型装配式机械化桥为研究对象，采用多体架设与使用的桥梁，装配式机械化桥的架桥机构动力学分析方法对其架设机构进行了设计与仿对其战技指标有着重要的影响，也是装配式机械真，为该类桥梁架桥机构的优化设计提供了新化桥研究的重点和难点，引起国内外学者的广泛思路。关注。HSpackman设计了一种平推式架桥机构，1架桥机构的基本构成与工作过程并基于拉格朗日方法建立了该机构的动力学方程，得到了其在不同工况下的极限载荷J。孙光旭等某型装配式机械化桥主要

7、由底盘车、架设以某剪叉型架桥机构为研究对象，通过理论计算架、支撑铲、托桥装置、连桥装置、前后摆杆、发现该机构关键杆件的极限承载位置，并以该位举升液压缸、驱动齿轮、上下桥节等组成，其架置作为参考对机构进行了优化设计J。上述研究设方式采用平推对接式架设，既可单节成桥(只均是采用静态分析方法针对架桥机构的典型工况推出并架设单个桥节)，又能实现双节组合成桥国家自然科学基金项目(51175511)《起重运输机械》2015(2)一9一(将两个桥节拼接后共同推出并架设)，如图1所示。1．架设架2．举升液压缸3．后摆杆4．下桥节5．

8、底盘车6．支撑铲7．前摆杆8．上桥节图2展开过程机构的简化图图1装配式机械化桥基本构成液压缸与前摆杆和车体的铰接点，FD=0；0为架其中，底盘车是机械化桥的动力承载装置，设架的质心。设机构运动为平面运动，前摆杆绕支撑铲用于延长平衡力臂以及清理作业场地。单点A的旋转速度为利用瞬时速度中心法和速度节成桥状态下，下桥节通过穿销机构固定在托桥的矢量合成