混凝土泵车臂架实验台数值仿真和振动特性.pdf

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1、第45卷第4期中南大学学报(自然科学版)、b1．45No．42014年4月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Apr．2014混凝土泵车臂架实验台数值仿真和振动特性任武1,2吴运新，滑广军1,2张赵威1,2曾谊晖，(1．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙，410083；2．中南大学机电工程学院，湖南长沙，410083)摘要：针对泵车臂架末端运动轨迹确定和动力学求解困难的问题，建立泵车臂架实验台刚体模型；采用模态缩减技术对臂架柔性化，建立臂架系统的多柔体模型，然后利用虚拟弹簧阻

2、尼法建立四节臂液压驱动油缸的等效模型，研究臂架系统臂、连杆、铰之间的运动学、动力学规律，对比分析臂架系统刚体模型、柔体模型和加液压油缸等效柔体模型的末端位移、液压缸运动受力以及整体臂架系统的第一阶固有频率。研究结果表明：臂架柔体模型运动停止后存在振动衰减的过程，其末端位移量LP,~U体模型增大数倍，柔性体液压缸关键部位的受力比刚体模型也大幅增加，第一节臂对整体末端振动位移的贡献最大，液压油缸的等效分析对固有频率值的影响较大。最后通过臂架实验台验证了建模和分析方法的正确性，为臂架系统低频振动抑制、轨迹规划和疲劳分析提供参考。关键词：泵车臂架；多柔体；末端轨迹

3、；振动；动力学中图分类号：TU646文献标志码：A文章编号：1672—7207(2014)04—1065—06Numericalsimulationandvibrationcharacteristics0fboomsystemofconcretepumptrucktestrigRENWu一，WUYunxin一，HUAGuangjun一，ZHANGZhaowei一，ZENGYihui，(1．StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity,Changs

4、ha410083，China；2．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemoftruckmountedconcretepumpboom’Strajectoryplananddynamiccalculation，arigidmodelwasestablished．Modalreductiontechniquewasusedtoestablishaflexible

5、multi—bodymode1．Virtualspringdampermethodwasadoptedtosimulatethehydrauliccylinderactuator．Thetiptrajectoryoftheflexiblebooms，firstnaturalfrequencyandforceofhydrauliccylinderwereanalyzed．Theresultsshowthattheflexiblemodelhasavibrationdampingprocessandthetipdisplacementisseveraltime

6、slargerthantherigidmode1．Besidestheflexiblemodelhydrauliccylinderforcealsoincreased．Moreoverthefirstboommakesthelargestcontributiontotheoveralldisplacementandtheequivalenthydrauliccylinderhassignificantinfluenceonthenaturalfrequencytoo．Finallyanexperimentisdoneonaboomtestrigtovali

7、datetheproposedapproachabove，whichprovidestheoreticalbasisfortheaccuratevibrationcontrol，trajectorypredictionandlifeassessment．Keywords：truckmountedconcretepumpboom；flexiblemulti—bodymodel；tiptrajectory；vibration；dynamics随着建设的发展和泵送高度、远度的需求，混凝72，80，86和101m的超长泵车臂架，臂架伸展时的土泵车臂架的长度也不断增

8、加，中短臂架(垂直伸长量大柔度、大变形非线性特征对泵车的影响越来越