[发明专利]一种基于挖掘机工作装置的仿真模型标定方法及试验装置

说明书

本发明公开了一种基于挖掘机工作装置的仿真模型标定方法及试验装置。其方法步骤具体包括，基于挖掘机工作装置各部件的连接关系，创建挖掘机工作装置仿真模型；通过施加边界条件1，初步计算得到挖掘机工作装置的高应力区域；结合高应力位置选取试验测试点并粘贴应变片；搭建挖掘机工作装置应变测试装置，采集测试点处在特定拉力下的应变数据作为测试值；将工作装置应变试验测试边界条件代入仿真模型，通过仿真计算得出挖掘机工作装置的模拟值；计算得到相对误差，验证挖掘机工作装置仿真模型的正确性。本发明的试验装置通过六个自由度的设置提高了试验装置的通用型，可用于不同吨位挖掘机械工作装置仿真模型的标定。

技术领域

本发明涉及一种基于挖掘机工作装置的仿真模型标定方法及试验装置，属于液压挖掘机仿真测试技术领域。

背景技术

液压挖掘机工作装置是实现挖掘、破碎等动作的执行机构，也是液压挖掘机重要的组成部分，在对其进行数值模拟过程中工作装置仿真模型的正确性决定其数值模拟的精度。

目前，对液压挖掘机工作装置仿真分析方法主要包括静力学分析、多体动力学研究以及疲劳寿命预测等，而工作装置仿真计算模型的正确性直接决定了仿真计算结果的精度。现有技术在很多方面存在局限性，一方面，现有仿真分析方法未对工作装置仿真模型精度进行标定，缺乏相关仿真模型标定方法来标定挖掘机工作装置的仿真模型，只是通过理论计算得到工作装置的挖掘力，将挖掘力作为输入来进行仿真计算，将此时的应力水平作为实际工作过程中的应力水平，导致工作装置仿真计算结果不能反映实际工作情况，不能为工作装置的静强度、多体动力学研究以及疲劳寿命预测等数值计算提供高精度的仿真模型输入，使仿真计算精度大大降低。另一方面现有的挖掘机工作装置试验标定装置通用性差，只适用于特定吨位工作装置仿真模型标定试验的开展。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于挖掘机工作装置的仿真模型标定方法及试验装置，通过六个自由度的设置提高了试验装置的通用型，可用于不同吨位挖掘机械工作装置仿真模型的标定。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于挖掘机工作装置的仿真模型标定方法，包括如下步骤：

基于挖掘机工作装置各部件的连接关系，创建挖掘机工作装置仿真模型；

通过施加边界条件1，在仿真模型中初步计算出挖掘机工作装置的高应力区域；

结合高应力位置选取试验测试点并粘贴应变片；

搭建挖掘机工作装置应变测试装置，采集测试点处在特定拉力下的应变数据作为测试值；

将工作装置应变试验测试的边界条件代入仿真模型，通过仿真计算得出挖掘机工作装置的模拟值；

计算得到相对误差，验证挖掘机工作装置仿真模型的正确性。

进一步地，前述边界条件1包括位移边界条件和力边界条件，位移边界条件：在动臂410根部销轴处施加位移约束，释放旋转自由度；力边界条件：基于实际操作环境，理论计算出的挖掘力。

进一步地，前述结合高应力位置选取试验测试点并粘贴应变片的步骤包括：

在高应力部位布置测试点；

测试点进行打磨、清洗处理，直至待贴表面整洁干净；

将应变片粘贴到测试点位置，同一部件应变片粘贴的方向要保持一致。

进一步地，前述采集测试点处在特定拉力下的应变数据作为测试值的步骤包括：

采集在实际加载过程中测试点应变花0°、45°、90°三个方向的应变数据，通过计算公式得到测试点等效应力的测试值。

进一步地，前述计算得到相对误差，验证挖掘机工作装置仿真模型正确性的方法包括：