一种举高消防车支腿反力的仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种举高消防车支腿反力的仿真方法，包括：利用三维建模软件对举高消防车的各部件建立模型并进行装配，将装配模型导入ADAMS/View环境中；对装配模型进行边界条件处理，包括创建约束和施加载荷；运动仿真分析，模拟消防车作业工况，通过创建驱动力，分别进行静平衡分析和动力学仿真分析；获得举高消防车四个支腿的反力曲线。本发明专利技术通过在三维建模软件中创建举高消防车的各部件进行建模并组装后导入到ADAMS中，通过对相邻机构模型创建约束条件并施加载荷和驱动，获得支腿反力值，采用这种方法不仅可以保证所有参与计算的结构件模型与实物的一致性，还通过运动学仿真计算获得支腿反力值的连续曲线，使得结果更加精准可靠，计算效率高。

A simulation method of the reaction force of the leg of the fire truck

【技术实现步骤摘要】
一种举高消防车支腿反力的仿真方法
本专利技术涉及计算机辅助设计方法
，尤其涉及一种举高消防车支腿反力的仿真方法。
技术介绍
举高类消防车支腿反力是举高车作业时支腿所承受的最大法向反作用力，该力是副车架结构设计、支腿强度计算的重要依据。掌握此类消防车作业过程中支腿的受力状态，准确计算出其可能出现的最大受力值，对举高类消防车的设计具有重要作用。举高类消防车支腿采用四点支撑的方式，四支点式支承反力的计算属于超静定问题，通常根据工程起重机里面推导出的四个支腿反力计算，在计算时，忽略了左右两边支腿相互叉开的情况，左前和右前支腿反力极大值和极小值一样，左后和右后支腿反力极大值和极小值一样。而在实际应用中，每个支腿的极值均不一致，因此传统的计算方法准确性难以保证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种举高消防车支腿反力的仿真方法，代替传统计算消防车支腿反力的方法，通过运动仿真提高计算的准确性，且能更高效直观的获得危险工况。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种举高消防车支腿反力的仿真方法，包括以下步骤：S1，根据分析目的和简化模型，利用三维建模软件对举高消防车的各部件进行建模后进行总体装配得到举高消防车的虚拟样机模型，将所述虚拟样机模型通过格式转换后导入到ADAMS/View中，并在ADAMS/View界面中建立坐标系并设置建模环境，所述建模环境包括：测量单位、工作栅格，定义重力加速度方向；S2，对导入的模型施加边界条件，并根据工况条件在所述模型中的工作斗内施加载荷后根据举高消防车各零部件的相互运动关系，在所述模型中对应的连接处添加与实际情况相符的运动副，再对所述模型利用柔性力进行弹性体等效，建立等效弹性体模型，其中，所述边界条件包括：固定约束、旋转约束；S3，模拟实际工况，在所述模型中的工作斗内施加额定载荷，并将工作斗以1°/s的转速旋转一圈后进行力学仿真分析，其中，力学仿真分析包括：静平衡分析和动力学仿真分析；S4，基于力学仿真分析获得举高消防车的四个支腿的反力曲线。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步地，还包括：S5，根据四个支腿的反力曲线判断举高消防车整机是否稳定合格。进一步地，根据四个支腿的反力曲线判断举高消防车整机是否稳定合格，具体包括：若四个支腿的反力曲线中的最小值均为正值，则四个支腿均未离地，举高消防车整机稳定合格。进一步地，S1中的简化模型是将没有相对运动关系的构件视为一个零件后对构件的模型进行简化后得到的；所述三维建模软件为Solidworks；坐标系以转台基座水平线为OX轴，以转台中心轴为OY轴。进一步地，S1中将所述虚拟样机模型通过格式转换后导入到ADAMS/View中，具体包括：将所述虚拟样机模型通过格式转换为*.x_t格式文件后导入到ADAMS/View中。进一步地，S2中的固定约束是在举高消防车带载回转过程中相对静止的部件之间添加固定约束副，旋转约束是在回转支承与副车架之间施加旋转副约束。进一步地，S2中的建立等效弹性体模型是通过ADAMS/View中线性衬套工具Bushing，在支腿和地面之间添加柔性力，模拟支腿油缸与地面之间的接触。进一步地，在所述模型中的工作斗内施加载荷，具体包括：在工作斗的质心位置施加竖直向下的固定力，且在举高消防车的梯架旋转时所述固定力始终保持竖直向下，通过设置载荷值大小代替在工作斗内施加的工作载荷。进一步地，S3中的所述力学仿真分析的仿真类型为Default，仿真时间为360s，步长为360步。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述各实施例所述的举高消防车支腿反力的仿真方法。本专利技术的有益效果是：(1)、通过在三维软件中创建消防车底盘、副车架、转台、梯架、工作斗、液压油缸的三维模型并组装，导入到ADAMS中，通过对相邻机构模型创建约束条件并施加载荷和驱动，获得支腿反力值，采用此种方法不仅可以保证所有参与计算的结构件模型与实物的一致性，还通过运动学仿真计算可以获得支腿反力值的连续曲线，使得计算结果更加精准可靠，计算效率更高。(2)、通过支腿反力曲线可以更高效直观的获得危险工况，同时还可以更加高效的分析整机的稳定性。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种举高消防车支腿反力的仿真方法的示意性流程图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种举高消防车支腿反力的仿真方法的示意性流程图；图3是本专利技术实施例中举高消防车的虚拟样机模型；图4是本专利技术实施例中虚拟样机模型的支腿编号示意图；图5是本专利技术实施例中仿真得到的举高消防车四个支腿的反力随梯架旋转角度变化的曲线图。附图标记：1是液压油缸、2是梯架、3是工作斗、4是转台、5是副车架、6是底盘。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的一种基于ADAMS的举高消防车支腿反力仿真方法，第一步，利用三维建模软件对举高消防车的各部件建立模型并进行装配，将装配模型导入ADAMS/View环境中；第二步，对装配模型进行边界条件处理，包括创建约束和施加载荷；第三步，运动仿真分析，模拟消防车作业工况，通过创建驱动力，分别进行静平衡分析和动力学仿真分析；第四步，获得举高消防车四个支腿的反力曲线。具体如图1所示的一种举高消防车支腿反力的仿真方法，包括：S1，根据分析目的和简化模型，利用三维建模软件对举高消防车的各部件进行建模后进行总体装配得到举高消防车的虚拟样机模型(如图3所示)，将虚拟样机模型通过格式转换后导入到ADAMS/View中，并在ADAMS/View界面中建立坐标系并设置建模环境，其中，建模环境包括：测量单位、工作栅格，定义重力加速度方向。具体的，在该实施例中，简化模型是将没有相对运动关系的构件视为一个零件后对构件的模型进行简化后得到的，从而达到提高仿真速度和效果的目的。三维建模软件为Solidworks。坐标系以转台基座水平线为OX轴，以转台中心轴为OY轴。另外，因为三维建模软件创建的实体模型不能直接在ADAMS/View环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种举高消防车支腿反力的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，根据分析目的和简化模型，利用三维建模软件对举高消防车的各部件进行建模后进行总体装配得到举高消防车的虚拟样机模型，将所述虚拟样机模型通过格式转换后导入到ADAMS/View中，并在ADAMS/View界面中建立坐标系并设置建模环境，所述建模环境包括：测量单位、工作栅格，定义重力加速度方向；/nS2，对导入的模型施加边界条件，并根据工况条件在所述模型中的工作斗内施加载荷后根据举高消防车各零部件的相互运动关系，在所述模型中对应的连接处添加与实际情况相符的运动副，再对所述模型利用柔性力进行弹性体等效，建立等效弹性体模型，其中，所述边界条件包括：固定约束、旋转约束；/nS3，模拟实际工况，在所述模型中的工作斗内施加额定载荷，并将工作斗以1°/s的转速旋转一圈后进行力学仿真分析，其中，力学仿真分析包括：静平衡分析和动力学仿真分析；/nS4，基于力学仿真分析获得举高消防车的四个支腿的反力曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种举高消防车支腿反力的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据分析目的和简化模型，利用三维建模软件对举高消防车的各部件进行建模后进行总体装配得到举高消防车的虚拟样机模型，将所述虚拟样机模型通过格式转换后导入到ADAMS/View中，并在ADAMS/View界面中建立坐标系并设置建模环境，所述建模环境包括：测量单位、工作栅格，定义重力加速度方向；
S2，对导入的模型施加边界条件，并根据工况条件在所述模型中的工作斗内施加载荷后根据举高消防车各零部件的相互运动关系，在所述模型中对应的连接处添加与实际情况相符的运动副，再对所述模型利用柔性力进行弹性体等效，建立等效弹性体模型，其中，所述边界条件包括：固定约束、旋转约束；
S3，模拟实际工况，在所述模型中的工作斗内施加额定载荷，并将工作斗以1°/s的转速旋转一圈后进行力学仿真分析，其中，力学仿真分析包括：静平衡分析和动力学仿真分析；
S4，基于力学仿真分析获得举高消防车的四个支腿的反力曲线。


2.根据权利要求1所述的举高消防车支腿反力的仿真方法，其特征在于，还包括：
S5，根据四个支腿的反力曲线判断举高消防车整机是否稳定合格。


3.根据权利要求2所述的举高消防车支腿反力的仿真方法，其特征在于，根据四个支腿的反力曲线判断举高消防车整机是否稳定合格，具体包括：
若四个支腿的反力曲线中的最小值均为正值，则四个支腿均未离地，举高消防车整机稳定合格。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的举高消防车支腿反力的仿真方法，其特征在于，S1中的简化模型是将没有相对运动关系的构件视为一个零件后对构件的模型进行简化后得到的；所述三维建...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥文，刘美玲，张海廷，周碧池，
申请(专利权)人：北京中卓时代消防装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11