【正文】 后 ， 分 別測量 了關(guān)鍵部位的 力、速度、加速度等設(shè)計參數(shù) 的變化曲線。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體 ，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。隨著社會分工的詳細，和經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，專用汽車也得到了飛速的發(fā)展，其的種類和數(shù)量都大大增多。同時，在轎車需求大的國家中，在高速公路上常常能見到運往各地汽車 4S店的大型運輸轎車的雙層架式車廂。 我國根據(jù)本國的工業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特色對“專用汽車”進行了自己的標(biāo)準(zhǔn)定義，并規(guī)范于 ZBT5000489 中，定義如下：“裝配有專用設(shè)備，具備有專用功能，承擔(dān)有特殊任務(wù)的汽車或者汽車列車” 【 5】 。能源危機的加深，行業(yè)分工的精細，使得社會對汽車的運輸效率和燃油經(jīng)濟性，以及各種性能的要求也逐漸增高，因此使汽車運 輸工具向?qū)Ｓ没l(fā)展成為必然趨勢【 7】 。據(jù)統(tǒng)計，一臺載貨量為 5噸的集合運輸車與同噸位單獨載貨汽車相比，燃油消耗減少 25%，整車損耗減少 10%，縮短工時 15%，綜合評定效率減少 30%【 7】【 8】 。同時發(fā)展專用汽車可以擴大汽車生產(chǎn)線，合并成產(chǎn)條件，共用動力總成等多方面的節(jié)約優(yōu)勢。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們不僅僅在性能上對特種汽車有了要求，同時還在追求駕駛時的感受。從所有的扼趨勢和經(jīng)濟社會的發(fā)展可以看出專用車生產(chǎn)逐步趨向于專業(yè)化、技術(shù)化，即在功能、結(jié)構(gòu)、外觀上提出了更高，更嚴格，更科學(xué)化，更人性化的的設(shè)計方向 【 10】【 11】 。此外，對于一些變形產(chǎn)品，作業(yè)范圍囊括了消防搶險、軍隊運輸、開挖作煤礦等領(lǐng)域，兼有起重和運輸?shù)墓δ埽@樣的專用汽車有廣闊發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用價值的。不得不提的是歐洲，歐洲自古以來就是重型工業(yè)的發(fā)祥地，在 20 世紀 40－ 50 年代，隨車起重機就得到了發(fā)展，其中主要廠商有 HIAB（瑞典公司）、 FERRARI（意大利公司）、 PALFINGER（奧地利公司）、 TIRRE（德國公司）等；日本，這個東方唯一的一個發(fā)達國家，其汽車產(chǎn)業(yè)自然高舉世界的頂尖水平，因此亞洲生產(chǎn)隨車起重機廠商主要是日本的廠商，包括加藤、吉野科、村和等大型專用車生產(chǎn)商。此外， HIAB 公司還生其他各個專用作業(yè)的工具用車，包括園林修剪方面的林伐木隨車起重機、碼頭卸載船用起重機、鐵路軌道車隨車起重機。機械業(yè)與建筑產(chǎn)業(yè)的繁榮，促使日本國內(nèi)對于隨車起重機的大幅度需求。對世界隨車起重運輸也啟動深遠影響的是日本企業(yè)率先根據(jù)當(dāng)今的市場需求建立了對隨車起重機產(chǎn)品綜合性能評價的新指標(biāo)，即美觀、安全、舒適、簡單。在其他的創(chuàng)新方面，村和又開發(fā)了自動收鉤裝置，當(dāng)隨車起重運輸車水平直線行駛時，吊鉤水平收緊易于影響駕駛員的視野，帶來行駛安全隱患，采用了創(chuàng)新設(shè)計的隨車吊在行駛時，吊鉤和繩索不會妨礙駕駛員的視線，對于全天候工作的起重 車，還可大大減少油水飛濺到駕駛室的玻璃上，提高了行駛的安全性 【 12】 。其大型汽車公司同樣重視隨車起重機的研發(fā)和生產(chǎn) 。全國生產(chǎn)隨車起重機的廠家約有 10 多家，主要企業(yè)有石家莊煤礦機械廠、徐州隨車起重機公司、武漢汽車起重機廠、山西長治清華機械廠、湖南專用汽車制造廠等。近兩年來，依靠技術(shù)的不斷革新，產(chǎn)品取得了較快發(fā)展。 隨車起重運輸車現(xiàn)狀的不足及發(fā)展趨勢 隨車起重機在中國，從 20 世紀 70年代開始，世界各地的國家充分發(fā)展后，我國和他們無論從技術(shù) 還是發(fā)展速度方面還有不小的差距。運輸車的運輸，吊車的調(diào)運，二者的完美結(jié)合孕育了隨車起重運輸車：首先，花費包括養(yǎng)路費，折舊費用，維修費用等等可以省去一大筆開銷；其次，隨車起重車更加環(huán)保，其自重非常的輕，在運輸過程中消耗更少的燃油，同時使用變量泵系統(tǒng)，時刻保證發(fā)動機的燃油消耗保持最低水平，減少二氧化碳和有害氣體的排放。此后，將總裝的 UG 模型導(dǎo)入到仿真軟件 ADAMS 里，完成運動仿真，并對其中測試出的曲線加以說明和分析，最終得出整車可行性的結(jié)論。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 9 圖 前置式起重車 前置式隨車起重運輸車的節(jié)臂安裝在汽車駕駛室和貨箱之間 (如圖 )。這種位置型式的特點是可基本保持原車的重心位置不變，不會因為所吊重物 的不同質(zhì)量而發(fā)生質(zhì)心位置的變化，同時它起重節(jié)臂較其他形式短，軸荷、整車載荷分配易于滿足設(shè)計要求，唯一不足的是體現(xiàn)在貨箱中部，因為節(jié)臂在此處安裝，使貨箱對于面積的利用率大大降低，故實際應(yīng)用不多。不足的地方是節(jié)臂靠后的安裝形式，影響了 整車的在大運量下的扭矩和載荷的分配，從而帶來了輛操縱性變差的缺點 【 2】 。 3 基于 UG 的整車模型建立 隨著科技的不斷進步和信息業(yè)的飛速發(fā)展，計算機軟件業(yè)的產(chǎn) 品更新和設(shè)計也越來越趨向科技化、人性化，計算機輔助設(shè)計軟件營運而生。河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 UG 可以根據(jù)用戶的實際需求和個性化需求提供多方面的產(chǎn)品支持，包括 數(shù)字化造型建模驅(qū)動支持，驗證準(zhǔn)確性實際性支持等。同時在其他大型的產(chǎn)品制造業(yè)當(dāng)中，也有著至關(guān)重要的應(yīng)用。當(dāng)今的世界是數(shù)字化世界，是信息化占據(jù)了高科技領(lǐng)域通訊和交流 平臺的主導(dǎo)， UG 恰恰利用數(shù)字化模型系統(tǒng)來開發(fā)的，因此可以幫助生產(chǎn)開發(fā)企業(yè)輕松實現(xiàn)縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，向科學(xué)化經(jīng)營管理模型的轉(zhuǎn)化?？梢钥闯鰩缀跛械拇笮桶l(fā)動機和大部分汽車發(fā)動機都采用 UG 進行設(shè)計，這無不例外的說明了其他的建模軟件在各個方面的劣勢，從側(cè)面反映了大家對 UG 功能的滿意和信任，尤其在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的特殊性能 【 15】 。自動分模的過程如下：確定產(chǎn)品定位，分析位置，使 Z 軸方向與模型的法平面一致；拉出分型面；使之成為一個整片體；重新設(shè)置顏色；做箱體包裹整個產(chǎn)品，用片體分割等 【 16】 。 產(chǎn)品設(shè)計 :最 UG 所有的功能和應(yīng)用中，利用最全面和廣泛創(chuàng)新的是產(chǎn)品設(shè)計模塊。 下面再對 UG 集成環(huán)境與計算機輔助設(shè)計技術(shù)直接相關(guān)的四個主要的應(yīng)用模塊及功能做簡單的介紹。在該模塊可以完成多種可能的設(shè)計操作，諸如改變顯示部分，分析部分，啟動在線幫助，輸出圖紙，執(zhí)行外部程序等。這起重向虛擬裝配發(fā)揮了無可替代的作用。體系結(jié)構(gòu)可以決定這種體系結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并在各個設(shè)計組之間共享。三維圖向二維圖的轉(zhuǎn)化對于設(shè)計人員參考實體至關(guān)重要，因為三維圖的直觀是很重要的參考。通過選擇“開始 制圖”進入該模塊。如圖 。 標(biāo)題欄：標(biāo)題欄顯示軟件名稱及其版本號，當(dāng)前正在操作的部件文件名稱。 工具條 :工具條中的按鈕都對應(yīng)著不同的命令，而且工具條中的命令都可以以圖標(biāo)的方式形象表示命令的功能，這樣可以免去用戶在菜單中的查找命令的繁瑣工作，方便用戶使用。 工作區(qū)：工作區(qū)就是工作的主要區(qū)域，又稱為圖形窗口。同時建模時采用參數(shù)化建模 , 這樣便于模型的修改。在分析建模、運算過程中，為了更加智能方便的修改模型，只需要將變換參數(shù)值即可。建立一個新河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 文件，系統(tǒng)進入基礎(chǔ)環(huán)境模塊。在草圖中有 “約束”的概念，顧名思義是通過添加尺寸和位置約束實現(xiàn)與特征建模模塊同樣的尺寸，達到參數(shù)化建模的需求。完成簡單的拉伸，出現(xiàn)模型的大體結(jié)構(gòu) ，為后續(xù)建模做好準(zhǔn)備。根據(jù)實際尺寸，計算河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 17 虛擬面距離，單擊 圖標(biāo)，輸入平面的距離，建立基準(zhǔn)平面，此基準(zhǔn)平面是鏡像體的中間平面。完整而全面的對實體進行布爾求和，對之后的 ADAMS 仿真研究提供很大的便捷。幾大部分建立模型如下： 貨箱 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 圖 貨箱 回轉(zhuǎn)底座 圖 回轉(zhuǎn)底座 吊鉤臂 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 20 圖 吊鉤臂 回轉(zhuǎn)體 圖 回轉(zhuǎn)體 支腿 圖 支腿 基于整車的模型裝配 裝配模塊是在集成環(huán)境中的一個重要的應(yīng)用模塊。應(yīng)用很廣泛的爆炸圖，也是在完成裝配后才能實現(xiàn)的。 裝配模塊不僅可以是趨于復(fù)雜的零件盒部件變?yōu)橐惑w，實現(xiàn)整體化、一體化，向更高一級的產(chǎn)品總裝邁進和過度，同時 可以逆向思維。運用 UG這種虛擬程度很高但卻不失真實性的裝配建模，對于檢查裝配干涉和尺寸沖突有很大的便利之處，為將來實際物理裝配的順利進行提供可靠依據(jù)。 2. 點擊主菜單 中的“文件”選項 , 此時會出現(xiàn) 一列下拉菜單 ,單擊“導(dǎo)出”項， 在級聯(lián)菜單中 選擇 Parasolid 項，導(dǎo)出模型文件，如圖 所示。 4 基于 ADAMS 的運動仿真 隨著人類認識客觀世界的能力不斷提高，已經(jīng)建立起比較完善的科學(xué)理論體系。 隨著機器大工業(yè)的快速發(fā)展，要求生產(chǎn)更先進的勞動工具。 ADAMS 軟件應(yīng)運而生，它是以計算多體系統(tǒng)運動學(xué)為基礎(chǔ)，包含多個專業(yè)模塊和專業(yè)領(lǐng)域的虛擬樣機開發(fā)系統(tǒng)軟件，利用它可以建 立復(fù)雜機械系統(tǒng)的力學(xué)模型，其模型可以是剛性體，也可是柔性體，以及剛?cè)峄旌夏Ｐ?【 17】 ； ADAMS 通過虛擬樣機試驗和測試，在產(chǎn)品最初的開發(fā)階段幫助設(shè)計者察覺設(shè)計中的種種缺陷，并迅速制定改進的方法。 計算機輔助工程，也就是通常說的 CAE(puter aided engineering)技術(shù)就是在自然科學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來的，它柔和了自然界的所有定律，包括經(jīng)典的牛頓力學(xué)，能量守恒定律等，以及計算機技術(shù)中的虛擬 和仿真技術(shù)，更為關(guān)鍵的是二中的有機組合，將自然科學(xué)的理論知識和經(jīng)驗通過計算機語言描述出來，來幫助人們?nèi)タ茖W(xué)的計算客觀世界的力學(xué)關(guān)系和位置關(guān)系。而從人們從狹義上來講，也是根據(jù)具體的學(xué)科分類產(chǎn)生了計算結(jié)構(gòu)力學(xué)（ FEA，有限元分析）、計算機多體系統(tǒng)動力學(xué) CMD、計算機流體動力學(xué) CFD 等，應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、機械制造、汽車生產(chǎn)、鑄造、噪聲控制、焊接等產(chǎn)品設(shè)計方面。在各種 CAE技術(shù)中，虛擬樣機技術(shù)是計算機輔助工程的一個重要分支和機構(gòu)其優(yōu)勢是，能盡快的驗證設(shè)計產(chǎn)品的性能要求，降低設(shè)計成本和不必要的人力、物力的浪費，縮短開發(fā)周期等，目前在新產(chǎn)品的概念設(shè)計階段 極其的常見。 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提 高，市場對于新產(chǎn)品的要求越來越高，因此生產(chǎn)廠家之間的競爭也越來越白熱化，而虛擬樣機技術(shù)就是在這樣的大背景下營運而生。虛擬樣機技術(shù)是近些年在產(chǎn)品開發(fā)的計算機輔助設(shè)計、生產(chǎn)、分析等技術(shù)和集成裝配，制造設(shè)計等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它進一步融合了現(xiàn)代先進制造技術(shù)、計算機技術(shù)和先進仿真技術(shù)，將這些先進的技術(shù)完全應(yīng)用于整個產(chǎn)品系統(tǒng)的開發(fā)各個階段中，并不斷優(yōu)化其管理和技術(shù)，從整個系統(tǒng)的高度去解析復(fù)雜的集幾何模型，并結(jié)合多種多樣的開發(fā)模式，去對產(chǎn)品進行創(chuàng)新和設(shè)計的評價和改進，從而大大降低了生產(chǎn)成本和開發(fā)周期，同時從另外的角度更好的改進產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，提高面向客戶與市場需求的能力 【 18】 。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 28 ADAMS 軟件簡介 ADAMS，即機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析 (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是對設(shè)計的機械系統(tǒng)模型進行運動學(xué)與動力學(xué)仿真分析的商用軟件，最初是美國 MDI 公司 (Mechanical Dynamics Inc)開發(fā)，在經(jīng)歷了數(shù)個版本后被美國 MSC公司收購。 ADAMS 軟件的仿真可用于預(yù)測、驗證機械系統(tǒng)的性能、可行性、運動范圍、極限應(yīng)力、峰值載荷和計算有限元的載荷等。根據(jù) 不同用戶的需求，諸如一般用戶僅僅需要普通的仿真分析，其可以采用普通模塊進行，而特殊的用戶針對的特定工業(yè)行業(yè)和作業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域用到特殊模塊，二者均可以進行問題快速解決和建模仿真分析 【 18】 。此外依靠功能強大的約束庫和驅(qū)動庫、集合模型庫、并且支持求和運算、支持 FORTEREN/77 和 FORTEREN/90 中的函數(shù)，同時采用了內(nèi)核模型。 ADAMS 由多個模塊組成，基本模塊是 View 模塊和 Postprocess 后處理模塊，通常解決機械系統(tǒng)的仿真問題應(yīng)用這兩個模塊足矣，另外專業(yè)模塊包括汽車模塊ADAMS/Car、發(fā)動機模塊 ADAMS/Engine、火車模塊 ADAMS/Rail 和 飛機模塊ADAMS/Aircraft 等 、嵌 入模 塊如 震 動模 塊 ADAMS/Vibration 、耐 久性 模 塊ADAMS/Durability、液壓模塊 ADAMS/Hydraulic、控制模塊 ADAMS/Controls 和柔性模塊 ADAMS/AutoFlex 等 【 18】 。同時，ADAMS 又是一種特殊的工具，這種工具包含了分析和開發(fā)的功能可以提供多種開放性的程序接口，因此大大滿足特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機生產(chǎn)、測試、分析的開發(fā)平臺。根據(jù)機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料， ADAMS 軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了約 51%的份額。 借助虛擬樣機技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計階段，同時進行的反饋信息直觀重要，這些反饋可以使工程師更好的了解即將生產(chǎn)產(chǎn)品的各方面性能以及不能完成預(yù)期的設(shè)計任務(wù)