基于刚柔耦合仿真模型的高层立体车库调头车架的分析与改进.pdf

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1、·信息技术·靳通，等·基于刚柔耦合仿真模型的高层立体车库调头车架的分析与改进基于刚柔耦合仿真模型的高同层立厶体车库调头车架的分析与改进靳通，王永娟，曹岩枫(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：为得到调头车架与车轮之间精确的接触力，建立了该结构的刚柔耦合虚拟样机的仿真模型，对车辆进库与调头两个过程进行仿真实验，分析了整个过程中接触力的变化情况，进行调头车架的有限元分析，并对其进行结构改进，得到了理想的结果。关键词：刚柔耦合；有限元；结构优化；调头车架中图分类号：TH12；TP391．9文献标志码：A文章编号：1671—5276(2012)03-0113-03Opti

2、mizationofStructureofFrameturnedRoundinHigh-levelThree--dimensionalGarageBasedonRigidFlesibleCouplingDynamicAnalysisJINTong，WANGYong-juan，CaoYan—feng(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Tocorrectlyobtainthecontactforcebetweentheframe

3、whichisfurnedroundandwheel，thispaperestablishesthesimula-tionmodelofarigidflexblecouplingprototype，carriesoutthesimulationexperimentinwhichthevehicleissimulatedtoenterthegarageandtoturntheframeround，analyzesthechangeofthecontactforecintheprocessofenteringthegarageandmakesthefimiteelementanalys

4、isoftheframeturnedround．Thestructureisimprovedandtheresultoftheidealoptimzationdesignisob-tained．Keywords：rigidflexblecoupled；finiteelementmethod；structureoptimizaton；frameturnedround实现进库与调头的机构包括升降架、调头车架、传动0引言装置等，主要完成进库与调头过程，小方板中间装有调头传动机构，四周固定四个万向球支撑。在SolidWorks随着城市汽车数量的激增，停车难问题已成为大中型里建立机构的三维实

5、体模型，将三维模型导入ADAMS城市的一个普遍现象。高层立体车库可充分利用土地资中，首先简化模型；再对主要运动关系与约束进行定义，源，发挥空间优势，最大限度的停放车辆，成为解决城市静主要约束关系：固定副25个、接触副17个、关联副3个、态交通问题的重要途径。立体车库设计的调头车架，用于旋转副4个；最后设置各结构的参数属性；车质量为停车和自动调头(节约取车时间)，在立体车库中的作用1．8t、车架材料的属性按16Mn材料属性设置等。在相当重要。但在车辆进库与调头过程中，调头车架的刚度ADAMS中建立柔性体主要有两种方法：一种是利用AD．与强度受到严峻的挑战，整个过程中调头车架的受力情况

6、AMS自带的自动柔性化功能将已有的刚性体模型转换非常复杂，本文采用刚柔耦合原理建立调头车架的仿真模成柔性体；另一种是使用有限元分析软件生成模态中性型，对其进行多体动力学仿真，得到进库与调头过程中调文件，如Abaqus，Ansys，Msc／Nastran等有限元分析软件，头车架的受力极限情况。然后进行有限元分析，得到应力然后在ADAMS中读人该文件；ADAMS提供了两种自与变形数据，再进行结构优化再设计。本文提供的思路为动柔性件生成方法，对于形状简单的零部件，可使用第类似结构的优化改进提供了新的途径。一种方法，即拉伸模式，对于外形复杂的构件，可以先建立其刚性体，再进行网格划分生成模态

7、中性文件。鉴于1调头车架刚柔耦合模型调头车架外形不规则，本论文使用第二种方法进行柔性化，用有限元法建立调头车架的柔性模型，如图1所示，将有限元模型进行模态计算，生成中间模态文件，导入1．1调头车架刚柔耦合模型的建立到ADAMS中，并对调头车架进行模态设置、Marker的施机构中的调头车架在调头过程中存在严重的弹性变加、与刚体的连接、约束的施加等J。可得机构的刚柔形，车轮与调头车架的接触情况变化非常复杂，若直接采耦合仿真模型，如图2所示。用全刚体动力学仿真，得出的结果失