基于ADAMS的鉸接式自卸車剛柔耦合動力學建模與仿真分析

姜 勇，顧洪樞，張文明

（1.北京礦冶研究總院，北京 100160；2.北京科技大學 機械工程學院，北京 100083）

多剛體動力學系統仿真時認為零部件不會產生變形，而車輛行駛過程中，由于其零部件本身具有彈性，它一方面繞固定坐標系運動，另一方面相對自身局部坐標系做彈性變形，因此當零部件的變形對整車動態特性的貢獻不可忽略時，為了使模型更接近真實系統，使仿真結果更為準確，就必須要從多柔體系統動力學角度來進行分析［1－4］。目前有很多學者從模型精確性和仿真經濟性兩方面考慮，建立系統的剛柔耦合模型。

本文以60t鉸接式自卸車為研究對象，建立以車架為柔性體，其它零部件為剛性體的整車剛柔耦合多體動力學模型，對不同行駛工況下的動態特性進行仿真分析，得到了車架關鍵位置處的加速度響應及加速度功率譜密度曲線，仿真數據可為鉸接式自卸車的設計改進、車架的疲勞壽命預測分析提供重要參考依據。

1 鉸接式自卸車基本結構

鉸接式自卸汽車（Articulated Dump Truck，簡稱“ADT”）是駕駛室和車體之間具有鉸接點和擺動環的自卸汽車［5－6］。它起源于20世紀60年代末的歐洲，是適應惡劣天氣及空間受限制的工作條件的一種界于傳統剛性后卸式運輸汽車和鏟運機之間的鏟土運輸設備。

鉸接式自卸車主要由前車架、后車架、鉸接體、懸架系統、發動機、貨箱、輪胎等構成（圖1所示）。該車輛的主要特點是前、后車架用鉸接體相連，前車架以鉸接體的上、下鉸點為中心可以左右轉動，鉸接體后部的轉動部分允許前、后車架獨立轉動以減小車架扭轉應力。……