120吨重型平板车动力学仿真及结构优化

摘要

重型平板车是钢厂等运输的关键设备，在物流运输过程中起着重要作用。本文所研究的PT120重型平板车在鞍钢、宝钢等公司均投入使用，其研究具有重要的现实意义。该重型平板车载重量大，对悬挂系统稳定性、转向系统协同性、关键部件受力等要求均较高。车辆实际工作时出现V型推力杆断裂，部分轮胎磨损严重等问题，因此有必要对该类重型平板车的整车及关键部件进行深入的研究及动力学分析，使其结构更加合理，运输过程中更加安全、稳定、高效。本文以此背景展开，具体工作和结论如下:
　　1、基于多刚体动力学理论，并利用ADAMS仿真软件，对整车仿真成败关键的轮胎模型进行了深入分析，并最终建立起重型平板车多刚体动力学仿真模型。开展车辆平地满载工况速度性能仿真研究，得到车辆最大速度。
　　2、利用AMESim软件，建立重型平板车悬挂系统及转向系统的液压仿真模型。突破ADAMS与AMESim软件接口技术，建立起重型平板车机械系统和液压系统的联合仿真模型。
　　3、开展重型平板车平地直线、爬10％坡、正常行驶转向三种工况下ADAMS-AMESim联合仿真，获知重型平板车的爬坡性能、转向性能、行驶平顺性，并获得整车及关键部件的动力学和运动学结果。仿真结果表明，重型平板车运动学和动力学结果曲线反映了车体的实际行驶状况，表明其建模和仿真正确，可为车辆的结构优化提供参考。
　　4、针对转向系统现有问题，利用ADAMS参数化仿真技术，对现有车辆转向系统进行结构优化。优化结果表明，转向系统优化后车辆转向中心更加靠近距离前后驱动轴相等的中心线上，符合预定的优化要求。
　　5、利用已出厂的PT120重型平板车进行车辆满载最小转向半径测试，满载最高车速测试。测试结果表明车辆主要行驶性能满足初始设计要求，且与仿真结果基本一致，验证了车辆动力学建模的正确性。