一种隧道装备臂架系统的分析方法与流程

技术特征：
1.一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，包括：建立臂架系统的三维模型，并对所述三维模型进行运动特性分析；基于所述运动特性分析的结果，对所述三维模型进行多刚体动力学分析；对所述三维模型进行预处理，并划分有限元网格；基于所述多刚体动力学分析的结果，确定边界条件，得到所述臂架系统的有限元模型；对所述有限元模型求解计算，得到臂架系统的分析结果。2.根据权利要求1所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行运动特性分析，包括：建立臂架系统各工作杆件及杆件与末端部件之间的位置姿态关系，求解出所述臂架系统的工作范围，并分析机构运动特性。3.根据权利要求2所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述基于所述运动特性分析的结果，对所述三维模型进行多刚体动力学分析，包括：将所述三维模型进行分组；基于运动特性分析的结果，进行顺序动作仿真；输入臂架系统的外部负载，提取所述三维模型各关节点的受力曲线图，得到多刚体动力学分析结果。4.根据权利要求1所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行预处理，并划分有限元网格，包括：对所述三维模型进行局部细节处理，包括但不限于删掉不影响计算的零件、处理剖口、圆角；利用网格划分模块对所述三维模型进行有限元网格划分。5.根据权利要求4所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述利用网格划分模块对所述三维模型进行有限元网格划分，包括：确定网格划分的风险区域，并对所述风险区域的网格进行加密处理。6.根据权利要求5所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述对所述风险区域的网格进行加密处理，包括：采用六面体实体单元对所述风险区域的厚度方向填充至少三层网格。7.根据权利要求3所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述基于所述多刚体动力学分析的结果，确定边界条件，得到所述臂架系统的有限元模型，包括：基于所述多刚体动力学分析结果，确定各关节的载荷；对滑块与臂架采用摩擦接触，并将所述关节的载荷加载到铰点处；集合臂架系统的自重，得到所述臂架系统的有限元模型。8.根据权利要求7所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述对滑块与臂架采用摩擦接触，包括：对基本臂头部滑块与二节臂臂筒进行摩擦接触、二节臂尾部滑块与基本臂臂筒进行摩擦接触、二节臂头部滑块与三节臂臂筒进行摩擦接触、三节臂尾部滑块与二节臂臂筒进行摩擦接触。9.根据权利要求7所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述将所述关节的载荷加载到铰点处，包括：
对俯仰油缸的两个铰点采用固定约束。10.根据权利要求1所述的一种隧道装备臂架系统的分析方法，其特征在于，所述对所述有限元模型求解计算，得到臂架系统的分析结果之后，还包括：对分析结果显示不符合要求的元素，进行设计修改和结构优化。

技术总结
本发明公开一种隧道装备臂架系统的分析方法，通过建立臂架系统的三维模型，并对三维模型进行运动特性分析；基于运动特性分析的结果，对三维模型进行多刚体动力学分析；对三维模型进行预处理，并划分有限元网格；基于多刚体动力学分析的结果，确定边界条件，得到臂架系统的有限元模型；对有限元模型求解计算，得到臂架系统的分析结果。通过采用机构运动特性分析、多刚体动力学、静力学结合的分析方法，能够得到更加精准的分析结果，且减少静力学计算量，降低有限元分析的时间，缩短产品开发周期，在确保安全的前提下，降低安全系统，简化并最大程度优化臂架系统的结构，降低臂架系统的设计和制造成本。计和制造成本。计和制造成本。


技术研发人员：兰冰 曾胜长 魏剑
受保护的技术使用者：四川蓝海智能装备制造有限公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/3/10