一、前言

    RecurDyn 軟件是韓國(guó)FunctionBay公司的旗艦產(chǎn)品，是新一代的多體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件，它采用全新的運(yùn)動(dòng)方程理論和完全遞歸算法，計(jì)算極其快速穩(wěn)定，非常適合于求解大規(guī)模的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，尤其是接觸問(wèn)題和柔性多體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

    RecurDyn 為用戶(hù)提供許多方便使用的功能（如親切的用戶(hù)界面、豐富的函數(shù)庫(kù)、子系統(tǒng)建模、圖形分層等），建模快捷、方便、直觀、準(zhǔn)確。

    RecurDyn軟件與各類(lèi)CAD/CAE軟件及液壓控制軟件等均有非常良好的接口關(guān)系，且其高效的求解效率使得多軟件聯(lián)合仿真解決大規(guī)模問(wèn)題和實(shí)時(shí)仿真成為可能。

    由于軟件在理論上的先進(jìn)性、良好的建模界面及接口關(guān)系，在國(guó)內(nèi)外獲得充分肯定與認(rèn)同，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事車(chē)輛、軍事裝備、工程機(jī)械、電器設(shè)備、娛樂(lè)設(shè)備、汽車(chē)卡車(chē)、鐵道、船舶機(jī)械及其他通用機(jī)械等領(lǐng)域。

    利用RecurDyn軟件，建立起液壓發(fā)掘機(jī)械“Zaxis200”的動(dòng)力學(xué)模型。模型包含兩條履帶系統(tǒng)和底盤(pán)系統(tǒng)，并考慮了車(chē)架及履帶系統(tǒng)中輪架的柔性變形。仿真分析了加速行進(jìn)過(guò)坎的振動(dòng)情況，通過(guò)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，模型的準(zhǔn)確性得到有效驗(yàn)證。

    二、建模

圖1 車(chē)架與輪架的FEM模型

    通常，液壓發(fā)掘機(jī)械的履帶系統(tǒng)并不象汽車(chē)一樣有彈簧、阻尼一類(lèi)的懸掛系統(tǒng)。變形主要集中在車(chē)架和履帶系統(tǒng)中承重輪架上，因此準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)仿真分析是有必要考慮它們的彈性變形的。RecurDyn動(dòng)力學(xué)軟件可以方便地與MSC/NASTRAN、ANSYS、I-DEAS等有限元分析軟件接口，將有限元模型傳遞到RecurDyn軟件中來(lái)，從而建立起含柔性零部件的剛?cè)狁詈蠙C(jī)械系統(tǒng)。本例中柔性體從MSC/NASTRAN中生成（見(jiàn)圖1）。履帶系統(tǒng)如履帶片、承重輪、主動(dòng)輪等為剛體（見(jiàn)圖2），均由軟件模板生成，建模非常快速有效。其他部分如配重、發(fā)動(dòng)機(jī)體、駕駛艙等用等效的質(zhì)量、慣量替代，與車(chē)架的鏈接采用相應(yīng)的彈簧阻尼器以模擬橡膠特性。

圖2 履帶系統(tǒng)

    三、行進(jìn)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)仿真分析

    耐久性測(cè)試是每個(gè)車(chē)型必須考核的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，它的目的是考察每一零部件在振動(dòng)和沖擊作用下是否存在壽命缺陷。由于路面試驗(yàn)測(cè)試的周期長(zhǎng)、費(fèi)用極高，仿真分析就變得非常有意義了。但在進(jìn)行零部件耐久性分析之前，我們必須先準(zhǔn)確獲取零部件受載的時(shí)間歷程，即需要準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)仿真分析。然而，對(duì)于這樣復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，以前的仿真分析難以給出令人滿意的動(dòng)力學(xué)結(jié)果，這使得耐久性性能只能通過(guò)試驗(yàn)才能確定。為了考察RecurDyn履帶式液壓發(fā)掘機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果在耐久性分析上的可行性，本例對(duì)模型在加速過(guò)坎工況（見(jiàn)圖3）沖擊加速度進(jìn)行了仿真。將結(jié)果在時(shí)間軸上拷貝，便可作為耐久性測(cè)試的載荷時(shí)間歷程數(shù)據(jù)。

圖3 整機(jī)模型