一种凿岩台车的联合仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种凿岩台车的联合仿真方法，包括：采集凿岩台车在工作状态下的动态参数；基于动态参数，构建凿岩台车的三维模型，并将三维模型导入adams中构建得到凿岩台车的动力学模型；基于动态参数，在amesim建立凿岩台车中电液控制系统的仿真数据模型；在amesim中添加adams的库并创建联合仿真接口，在adams中创建GSE系统，实现amesim中电液控制系统的仿真数据模型与adams中凿岩台车的动力学模型之间数据互通，进行联合仿真定义得到机电液联合仿真模型。通过本发明专利技术提供的联合仿真方法实现输入与输出的双向传递并进行迭代仿真，确保仿真分析的精确性和便捷性。真分析的精确性和便捷性。真分析的精确性和便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种凿岩台车的联合仿真方法


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体涉及一种凿岩台车的联合仿真方法。

技术介绍

[0002]在钻进作业中，凿岩台车是一种应用于隧道开挖及地下工程开挖的工程机械设备，然而现有凿岩台车在施工过程中更主要依赖于操作人员的经验进行钻进破岩工作，在精确度与工作效率上难以有较大的提升。以强度校核为例，对凿岩机关键部件进行物理性能分析时，一般根据经验人为设定典型姿态，取油缸极限推拉力和凿岩机极限冲击反力进行静态结构强度仿真，然后取一定的安全系数进行评估。
[0003]静态结构强度仿真存在以下问题：不能准确的反应凿岩台车在工作过程中真实的受力状态以及无法确定评估状态为最恶劣的工况；这往往会导致预测结果与实际使用有较大的偏差，甚至造成校核失败。
[0004]已有的联合仿真方法的更多应用在电器、液压、电磁与静力学的仿真中，且均为单线式仿真模型搭建，不能够对输出结果进行监控与反馈，并且由于实际工程设备为柔性体，在液压系统(联合仿真输入条件)达到指定目标后，柔性体的变形会导致设备运行参数与预期目标存在较大误差，导致仿真精度不高。
[0005]综上所述，急需一种仿真精度高的凿岩台车机电液的联合仿真方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种凿岩台车的联合仿真方法，旨在解决现有技术误差大，仿真精度不高的问题，具体技术方案如下：
[0007]一种凿岩台车的联合仿真方法，包括：
[0008]S1：采集凿岩台车在工作状态下的动态参数；
[0009]S2：基于动态参数，构建凿岩台车的三维模型，并将三维模型导入adams中构建得到凿岩台车的动力学模型；
[0010]S3：基于动态参数，在amesim建立凿岩台车中电液控制系统的仿真数据模型；
[0011]S4：在amesim中添加adams的库并创建联合仿真接口，在adams中创建GSE系统，实现amesim中电液控制系统的仿真数据模型与adams中凿岩台车的动力学模型之间数据互通，进行联合仿真定义得到机电液联合仿真模型。
[0012]优选的，所述动态参数包括推力、位移、压力、应力、应变、加速度以及臂架俯仰角度。
[0013]优选的，所述步骤S2具体是：
[0014]S2
‑
1：使用计算机辅助设计软件CREO构建凿岩台车的三维模型，并导入动力学软件adams中；
[0015]S2
‑
2：根据凿岩台车的三维模型中各部件之间的约束关系，在adams中建立对应的
连接关系，得到凿岩台车的动力学模型；
[0016]S2
‑
3：基于动态参数、边界条件以及载荷标定动力学模型。
[0017]优选的，所述步骤S2
‑
2还包括：在adams中利用线约束或点线约束模拟部件之间的相对滑动动作；利用Hypermesh将凿岩台车的三维模型划分网格，导出三维模型的mnf中性文件，替换adams中动力学模型对应的刚性部件，将刚性系统替换为柔性系统。
[0018]优选的，所述步骤S3具体是：根据凿岩台车整机运行原理、液压元件以及动力元件在amesim中建立凿岩台车的电液控制系统的原理模型，并创建得到对应的仿真数据模型，基于动态参数、边界条件以及载荷标定仿真数据模型。
[0019]优选的，所述仿真数据模型包括：驱动油缸、摆动马达、推进液压系统、推进梁铰接液压系统以及臂架举升系统。
[0020]优选的，所述步骤S4具体是：
[0021]S4
‑
1：在amesim中添加adams的库；
[0022]S4
‑
2：在amesim中创建联合仿真接口；在adams中创建GSE系统；amesim与adams之间通过建立的联合仿真接口以及GSE系统实现数据互通；
[0023]S4
‑
3：通过adams中的adamsArray功能，将动力学模型中某一动态参数定义为adams的输出和amesim的输入；并将仿真数据模型中某一动态参数定义为adams的输入和amesim的输出；完成联合仿真定义，得到机电液联合仿真模型。
[0024]优选的，所述GSE系统的计算时长、amesim的分析步时长以及adams的分析步时长三者相同。
[0025]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术提供的联合仿真方法针对有技术误差大，仿真精度不高的问题，基于工作状态下采集的凿岩台车的动态参数分别在adams构建凿岩台车的三维模型以及在amesim中构建电液控制系统的仿真数据模型，并通过建立联合仿真接口以及GSE系统实现amesim中电液控制系统的仿真数据模型与adams中凿岩台车的动力学模型之间数据互通，从而实现输入与输出的双向传递并进行迭代仿真，确保仿真分析的精确性和便捷性。
[0027](2)本专利技术中还在amesim中电液控制系统的仿真数据模型与adams中凿岩台车的动力学模型构建的过程中，通过动态参数、边界条件以及载荷分别标定仿真数据模型与动力学模型，进一步减小了后续机电液联合仿真模型的输出值与凿岩台车实际动态参数之间的误差，保证了机电液联合仿真模型的精确度。
[0028](3)本专利技术中不同软件之间的数据互为输入，实现了仿真数据在不同领域软件中的双向传递功能，能够以最高的效率实现目标函数的最优解，与实际工程相结合，实现参数化控制，大大提高工作效率。
[0029]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0030]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0031]图1是本专利技术优选实施例1中联合仿真方法的流程示意图；
[0032]图2是本专利技术优选实施例1中凿岩台车的三维模型模型图；
[0033]图3是图2中臂架的结构示意图；
[0034]其中，1
‑
电脉冲凿岩机，2
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臂架，2.1
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第一臂架，2.2
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第二臂架，2.3
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第三臂架，2.4
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第一液压缸，2.5
‑
第二液压缸，2.6
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第三液压缸，2.7
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第四液压缸，2.8
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臂架固定支座，3
‑
车体。
具体实施方式
[0035]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0036]除非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凿岩台车的联合仿真方法，其特征在于，包括：S1：采集凿岩台车在工作状态下的动态参数；S2：基于动态参数，构建凿岩台车的三维模型，并将三维模型导入adams中构建得到凿岩台车的动力学模型；S3：基于动态参数，在amesim建立凿岩台车中电液控制系统的仿真数据模型；S4：在amesim中添加adams的库并创建联合仿真接口，在adams中创建GSE系统，实现amesim中电液控制系统的仿真数据模型与adams中凿岩台车的动力学模型之间数据互通，进行联合仿真定义得到机电液联合仿真模型。2.根据权利要求1所述的联合仿真方法，其特征在于，所述动态参数包括推力、位移、压力、应力、应变、加速度以及臂架俯仰角度。3.根据权利要求1所述的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体是：S2
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1：使用计算机辅助设计软件CREO构建凿岩台车的三维模型，并导入动力学软件adams中；S2
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2：根据凿岩台车的三维模型中各部件之间的约束关系，在adams中建立对应的连接关系，得到凿岩台车的动力学模型；S2
‑
3：基于动态参数、边界条件以及载荷标定动力学模型。4.根据权利要求3所述的联合仿真方法，其特征在于，所述步骤S2
‑
2还包括：在adams中利用线约束或点线约束模拟部件之间的相对滑动动作；利用Hypermesh将凿岩台车的三维模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，廖金军，张双全，蒋海华，王永胜，赵世杰，尹雁飞，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：