一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法技术

一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，包括以下步骤：1)在多体动力学仿真软件ADAMS中构建液压挖掘机的运动学模型，并定义其运动，模拟正铲液压挖掘机的典型挖掘工况；2)分析实际矿堆中矿石级配参数和矿石接触参数，利用无滑动接触模型在EDEM中建立矿堆本构模型，使其形成与自然矿堆一样的自然休止角；矿石接触参数包括碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数；3)在EDEM构建的矿堆中，参考在ADAMS中建立的运动学模型，定义工作装置运动，进行典型工矿挖掘，测得挖掘过程中铲斗所受的挖掘阻力。本发明专利技术的有益效果是：提高了计算精度，使挖掘阻力的计算可以运用到实际工程中降低试验成本，缩短设计时间。

A simulation method for mining resistance of mine hydraulic excavator

A simulation method for mining resistance of mining hydraulic excavator includes the following steps: 1) the kinematic model of a hydraulic excavator is constructed in the multi body dynamic simulation software ADAMS, and its motion is defined, the typical excavating conditions of the hydraulic excavator are simulated, and 2) the ore grade parameters and the ore contact parameters in the actual ore heap are analyzed. The ore heap constitutive model is established in EDEM by using the non sliding contact model to form the same natural repose angle as the natural ore pile; the ore contact parameters include the collision recovery coefficient, the static friction coefficient, the rolling friction coefficient; 3) in the ore heap constructed by the EDEM, the kinematic model established in the ADAMS is referred to, and the working device is defined. The excavation of typical mining is carried out to measure the digging resistance of the bucket during excavation. The beneficial effect of the invention is that the calculation accuracy is improved, and the calculation of digging resistance can be applied to the actual engineering to reduce the experimental cost and shorten the design time.

【技术实现步骤摘要】
一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法
本专利技术涉及液压挖掘机多学科交互仿真
，特别是一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法。
技术介绍
挖掘机装载过程中，挖掘阻力几乎消耗了整机的全部能量，它是影响挖掘能力和装载效率的直接因素。挖掘阻力决定了挖掘机的机械结构强度、功率等参数的选择与校核，故能否准确的评估挖掘阻力，直接关系到挖掘机整机的设计和校核水平。目前在挖掘机设计时获得挖掘阻力的方法主要有经验公式法、实验室研究、现场测试等方法。利用经验公式法计算挖掘阻力，由于考虑的因素较少，计算结果存在很大的偏差。而试验研究和现场测试等方法，一方面受到传感器技术的限定，使得到的结果不够精确，另一方面，在物理试验上，需要花高成本构建物理样机，且实验周期较长，降低了产品的开发效率。与传统的基于物理试验得到挖掘阻力的方法相比，采用仿真的手段，利用多体动力学与离散元素法交互仿真的方法。不仅能够得到较精确的挖掘阻力，而且采用仿真模型替代传统设计开发模式下的物理样机模型，降低了产品的开发成本，缩短了产品的开发周期。同时，利用仿真的手段，模型参数修改方便，能够实现设计的多样化，有利于产品的优化设计。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在多体动力学仿真软件ADAMS中构建液压挖掘机的运动学模型，并定义其运动，模拟正铲液压挖掘机的典型挖掘工况；2)分析实际矿堆中矿石级配参数和矿石接触参数，利用无滑动接触模型在EDEM中建立矿堆本构模型，使其形成与自然矿堆一样的自然休止角，其中级配参数包括矿石的大小、形状、尺寸分布比例；矿石接触参数包括碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数；在完全认识实际矿堆的基础上，在EDEM中选择默认接触模型“Hertz‑Mindlin no slip”无滑动接触模型，并设置参数，包括材料属性以及材料之间的接触参数，然后建立矿堆模型，根据施...

【技术特征摘要】
1.一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在多体动力学仿真软件ADAMS中构建液压挖掘机的运动学模型，并定义其运动，模拟正铲液压挖掘机的典型挖掘工况；2)分析实际矿堆中矿石级配参数和矿石接触参数，利用无滑动接触模型在EDEM中建立矿堆本构模型，使其形成与自然矿堆一样的自然休止角，其中级配参数包括矿石的大小、形状、尺寸分布比例；矿石接触参数包括碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数；在完全认识实际矿堆的基础上，在EDEM中选择默认接触模型“Hertz-Mindlinnoslip”无滑动接触模型，并设置参数，包括材料属性以及材料之间的接触参数，然后建立矿堆模型，根据施工现场矿石颗粒的大小、形状以及粒径分布在EDEM中生成矿堆，使其自然堆垛形成自然休止角；其中材料属性包括泊松比、密度、剪切模量；1)参数分析材料属性参数，包括泊松比、密度、剪切模量是材料的基本属性，Hertz-Mindlin(noslip)接触模型中材料之间的接触参数包括：碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数，通过实验测试与EDEM模拟相结合的方法获得这三个参数；2)构建矿堆对实际矿堆中矿石的形状、大小、粒径分布经行统计分析，将EDEM仿真中的基础颗粒也建成形状各异，大小不同的六种基本颗粒，按照按颗粒尺寸的大小，分为da...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁晓斌，龙亚，付志军，陈烨，周全，李光，李佳林，谭磊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33