多体动力学仿真 机械重工

重型液压挖掘机动力学仿真分析

元王
2026-04-03
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某重型装备制造企业正在研发一款新型液压挖掘机。在初步设计阶段,客户面临一个问题:

复合动作性能不佳:在进行动臂提升与斗杆收回的复合动作时,设备会出现非预期的抖动和响应迟滞,严重影响作业效率和操作手体验。由于缺乏对液压系统与机械结构之间动态耦合关系的深入理解,问题根源难以定位,导致物理样机反复调试,研发周期和成本严重超支。

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通过仿真如何解决问题

为了解决上述痛点,工程团队找到我们元王,引入了多体动力学与结构有限元相结合的联合仿真方案,将研发模式从“物理试错”转变为“虚拟验证”。

构建高保真虚拟样机

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液压系统集成:通过ADAMS/Mechatronics模块等专业软件联合仿真,搭建了与实际设备一致的液压系统模型,包括液压泵、多路阀、油缸和管路,精确模拟压力波动和流量变化。

复合动作的动态响应分析

工程师在虚拟环境中复现了“重载挖掘”这一典型复合工况。通过仿真,可以实时观察并提取出每个液压油缸的位移、速度、压力曲线,以及工作装置上任意点的加速度和受力情况。

仿真结果清晰地揭示了抖动的根源:在特定动作组合下,液压系统的压力波动频率与斗杆结构的某一阶固有频率发生耦合,引发了共振。这一关键发现在物理样机上极难通过常规测试捕捉。

解决问题

基于仿真分析得出的明确结论,团队进行了针对性优化。

解决抖动问题:调整了液压系统中多路阀的开启特性,并优化了斗杆的局部结构刚度,成功避开了共振频率,彻底消除了复合动作下的抖动现象。

如您企业有CAE仿真需求,可咨询我们元王。

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