第32卷第11期
文章编号：10069348(2015)11-018305
计算机仿真
2015年11月
大型履带式液压凿岩台车行驶特性分析
罗春雷，陈周伟，郑惠斌，刘健
（中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，潮南长沙410083）
摘要：针对大型履带式液压凿台车在极限工况爬坡和转向时容易出现不稳定性和振动较大的现象，从结构本身找出解决方案；以车辆地面力学理论、履带车多刚体建模理论和液压系统动力学理论为基础，在多体动力学软件RecurDyn中构建了整车的动力学模型；在AMESim中构建了行走液压系统仿真模型。通过动力学模型，从结构参数分析的角度对整车行驶稳定性和报动特性进行研究；通过联合伤真分析了作为行驶特性之一的系统压力变化情况，并将系统仿真压力与试验压力对比来验证模型的正确性。结果表明：整车重心高度设计为1.1m和张紧装置预紧力设置为14000N时能大大改善整车的行驶稳定性和振动特性，仿真结果与试验数据非常接近，证明了模型具有较高的精度；研究结果为履带式凿岩台车行驶性能评估和优化设计提供了新思路。
关键调：动力学模型；液压系统模型；鹿坡；原地转向；联合仿真
中图分类号：TP391.9
文献标识码：B
AnalysisofDrivingPropertiesforLargeHydraulicCrawlerJumbo
LUOChun-lei,CHENZhou-wei,ZHENHui-bin,LIUJian
(State Key Laboratory of High Performance and Complex Manufacturing, Central South University, Changsha 410083, China)
ABSTRACT : In the limit condition of climbing and steering, it is easy for large multiarmed crawler hydraulic bench drill to have running instability. From the structure to solve this problem, based on the vehicle terramechanics theory. tracked vehicle multirigid body modeling theory and hydraulic system dynamic theory, a dynamic model of vehicle is built in the multibody dynamics software RecurDyn. According to hydraulic system working principle of jumbo, the walking hydraulic system simulation model is built in AMESim. Researches about driving stability and vibration char-acteristics are reflected through the dynamic model. Pressure changes, one of driving characteristics, are analyzed by the joint simulation system, And simulation pressure is compared with the test pressure to verify that the mode is cor-rect. Results indicate that designing the height of vehicle center of gravity for 1.1 meters, and setting up the tensio-ner' pretightening force for 14000 Newton can greatly improve vehicle's driving stability and vibration characteris tics. Simulation results are consistent with experimental results well. That is to say, the model is highly accurate. This research creates a new idea for performance evaluation and optimization design of the walking performance of crawler hydraulie bench dill.
KEYWORDS:Kinetic model; Hydraulic system simulation model; Climbing; Pivot tum; Cosimulation
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引言
液压凿岩台车具有钻孔速度快、能缩短非钻孔时间、自动化程度高、施工质量高、隧道开挖作业工作环境好、施工作业的机械化水平高，能实施超前钻孔技术等优点，在公路隧道、铁路隧道、巷道掘进、水电站等施工中得到了广泛的应用。对于大型履带式凿岩台车来讲，其在爬坡和转向过程中
基金项目：国家高技术研究发展计划项目（863计划）
（SS2012AA041809）；高性能复杂制造国家重点实验室自主研究课题（zyjk12014-08）
收稿日期：2014-12-16 万方数据
修回日期：2015-01-06
的稳定性和振动特性特别重要，它是表征凿岩台车能否安全行驶的重要的指标。由于履带式凿岩台车行走时要克服履带挤压土壤的阻力、行走装置内阻力、惯性阻力等多种阻力]、驱动轮与履带销瞻合过程中的多边形效应、整车结构设计不合理、履带张紧装置预张紫力设置不合适等都有可能导致爬坡和转向时出现不稳定性和振动较大的现象，这对机器本身存在较大的损害、同时也会影响到操作人员的舒适性，因此研究如何提高此类车辆的行驶平稳性和减小振动非常有必要。该领域的研究人员对高速履带车辆的行驶稳定性进行了较为深入的研究，戴瑜等[")建立了履带车多刚体模型，并实现了模型在典型地面参数下的行走特性仿真分析；
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