起重机虚拟样机技术研究

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履带起重机特别是大吨位履带起重机，通常是小批量生产，开发周期长，产品成本高.如果采用传统的物理样机进行试验测试 ，势必造成大量 的浪费.在传统产品开发和仿真领域，往往采用单学科仿真工具，难以模拟产品真实工作工况，无法获得可靠有效的数据.随着 CAD/CAE技术以及高性能计算机的发展，建立与实际物理模型相符的数字化样机模型，进行虚拟工况试验测试成为可能.同时采用先进的数字化样机技术进行产品开发，可以提高产品开发效率、节约成本.1 因此，需要建立数字化样机平台，进行机构、液压、控制等系统多学科联合仿真，在设计早期发现设计中的不足，提高产品设计可靠性.123 J本文开发了机电液联合仿真拈，并建立了某型履带起重机机电液联合仿真模型，仿真研究了机构、液压、控制系统参数，获得系统的动态性能，为产品设计提供参考。

1 子系统建模机电液-体化系统的建模与仿真，需要在各子系统层借助相关领域的专业仿真软件进行独立建模.然后在各子系统间设立接口，实现数据的共享与交互。

根据产品特征以及对个专业软件的优劣分析，机构、控制、液压子系统分别采用 Recurdyn、Matlab、Amesim三种成熟的商业软件建模。

Recurdyn软件是新-代多体系统动力学仿真软件，它采用相对坐标系运动方程理论和完全递归算法，提高了计算速度，适合于求解大规模的多体系统动力学问题；同时该软件具有低速履带、模态柔性体、有限元柔性体等特色拈，便于解决工程机械的仿真问题。

Amesim是常用的液压建模软件，它提供-个完整的-维仿真平台，能对多领域智能系统进行建模和分析并预言其多学科专业的耦合性能.模型的元件由解析模型表示，描述 了系统 的液压、气动、电子、机械性能.该系统-方面提供所需要的部件模型，如油泵模型、阀门模型、管道模型、液压缸模型等，另-方面，能够对由各种不同类型的部件模型所构成的液压系统进行动、静态分析，以检验所选部件是否满足设计要求。

Matlab不仅具有强大的数值计算能力，同时具有良好的建模和仿真能力，是控制系统建模常用的软件。

1-1 机构系统建模以某型履带起重机起臂工况进行建模，如图 1所示.该模型包括主臂、副臂、撑杆、超起桅杆、拉板等.其中超起变幅拉板连接到超起变幅滑轮组，通过滑轮组将主臂拉起。

收稿日期：2013-06-O1基金项目：广州航海高等专科学刑研教改项目(201 1 1)09)作者简介：聂勇军(1976-)，男 ，讲师，硕士，主要从事虚拟仿真、CAD/CAM研究、优化设计