【正文】 運動部分進行時間函數編程；最后，分別測量了關鍵部位的力、速度、加速度等設計參數的變化曲線。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明。涉密論文按學校規(guī)定處理。隨著社會分工的詳細，和經濟社會的快速發(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。我國根據本國的工業(yè)結構和產業(yè)特色對“專用汽車”進行了自己的標準定義，并規(guī)范于ZBT5000489中，定義如下：“裝配有專用設備，具備有專用功能，承擔有特殊任務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專用化發(fā)展成為必然趨勢【7】。據統(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線，合并成產條件，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濟社會的發(fā)展可以看出專用車生產逐步趨向于專業(yè)化、技術化，即在功能、結構、外觀上提出了更高，更嚴格，更科學化，更人性化的的設計方向【10】【11】。此外，對于一些變形產品，作業(yè)范圍囊括了消防搶險、軍隊運輸、開挖作煤礦等領域，兼有起重和運輸的功能，這樣的專用汽車有廣闊發(fā)展前景和巨大的應用價值的。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，其汽車產業(yè)自然高舉世界的頂尖水平，因此亞洲生產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)與建筑產業(yè)的繁榮，促使日本國內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)率先根據當今的市場需求建立了對隨車起重機產品綜合性能評價的新指標，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 。全國生產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，依靠技術的不斷革新，產品取得了較快發(fā)展。 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，吊車的調運，二者的完美結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論。 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()。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量而發(fā)生質心位置的變化，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計要求，唯一不足的是體現在貨箱中部，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)的產品更新和設計也越來越趨向科技化、人性化，計算機輔助設計軟件營運而生。UG可以根據用戶的實際需求和個性化需求提供多方面的產品支持，包括數字化造型建模驅動支持，驗證準確性實際性支持等。同時在其他大型的產品制造業(yè)當中，也有著至關重要的應用。當今的世界是數字化世界，是信息化占據了高科技領域通訊和交流平臺的主導，UG恰恰利用數字化模型系統(tǒng)來開發(fā)的，因此可以幫助生產開發(fā)企業(yè)輕松實現縮短產品生產周期，向科學化經營管理模型的轉化?？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，從側面反映了大家對UG功能的滿意和信任，尤其在高端工程領域，特別是軍工領域的特殊性能【15】。自動分模的過程如下：確定產品定位，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；重新設置顏色；做箱體包裹整個產品，用片體分割等【16】。產品設計:最UG所有的功能和應用中，利用最全面和廣泛創(chuàng)新的是產品設計模塊。下面再對UG集成環(huán)境與計算機輔助設計技術直接相關的四個主要的應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。體系結構可以決定這種體系結構可以體現產品結構，并在各個設計組之間共享。三維圖向二維圖的轉化對于設計人員參考實體至關重要，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。導航條標題欄工作區(qū)工具欄菜單欄坐標系資源條 界面布置介紹點擊“模型確定”進入建模模塊。如果對部件已經做了修改，但還沒有進行保存，其后面還會顯示修改提示信息。提示欄：提示欄固定在工作面的左上方，主要用來提示用戶如何操作。資源區(qū)：資源條為用戶提供一種快捷的操作導航工具，它包含了裝配導航器、部件導航器、重用庫、歷史記錄、系統(tǒng)資料、加工向導等導航器，用戶通過導航條可以方便的進行操作。底架和支腿不是本次課題的主要研究對象，因此只是簡單建模，表達出了其基本形狀即可。而且還可以由程序自行根據預先設置的可變參數函數，自動快速的地進行一系列的仿真分析。該模塊是其他應用模塊的基礎平臺，通過點擊“起始”下拉菜單中的“建?！懊?，系統(tǒng)進入建模模塊。應用草圖工具，用戶可以首先繪制近似的曲線輪廓，而后再添加精確的約束定義后，可以完成表達設計的意圖。而后考慮到模型可以關于中間的一個虛擬平面做對稱，從而大大簡化建模過程，因此可以根據距離建一個參考平面，最后用“鏡像“命令完成鏡像操作。單擊鏡像體圖標，根據提示， 鏡像體選擇首先選擇需要鏡像的整個實體，然后選著鏡像平面，單擊“應用”，完成本次操作。完成剩余部分的建模，最后單擊按鈕，根據系統(tǒng)提示，選擇兩個實體，單擊“確定”按鈕，實現布爾求和運算。具體是通過部件和部件間的建立的相對位置和約束來時實現的。往往會由于改變了零件圖而不能及時自動的變更裝配圖，但是在UG這種問題不會出現，因為它可以隨時解決這種不同步的零件設計編輯問題。在錯綜復雜的裝配關系中有三種最為常用：自頂向下裝配，是指首先完成設計任務進行預期的裝配，其次在裝配體區(qū)思考零部件，構件零部件，創(chuàng)建所需要的零部件模型，最后再拆成便于加工的子零件和單個可以直接加工的部件模型；自底向上裝配，是最為常見的裝配方法，也是正向思維所要求的，是在完全符合建模思路的裝配過程，最后生成裝配部件的裝配方法；混合裝配，混合裝配是集結了上述兩種裝配方法的特點和優(yōu)勢，既可以自上向下進行，也可以自下向上進行的方法，關鍵是先創(chuàng)建幾個主要零部件模型，再將其裝配在一起，然后變裝配變設計其他可能的零部件，即為混和裝配【15】【16】。因此，在查閱資料后，確定部件和部件的相對運動關系，進行布爾求和，使導入軟件ADAMS的整車盡可能的相對關系簡潔明了。輸入文件名后，單擊“OK”。同時伴隨著高性能計算機的出現，人們可以借助于計算機和已有的力學知識來認識世界，這使得通過計算機解決實際問題變一種有效的、可靠的方法。要解決一個系統(tǒng)中存在的矛盾，就需要借助于更好的方法和思路。 仿真軟件ADAMS簡介 虛擬樣機技術的含義在二十世紀五六十年代，隨著航空航天發(fā)展的需要，但是當時世界經濟的不景氣和落后，為獲得飛行器的各種數據，不得不區(qū)做大量昂貴的物理實驗，既耗費人力，又耗費物理，同時帶來了很大的危險性。就目前的發(fā)展現狀而言，計算機輔助設計工程是一個大的總稱，它可以根據不同的自然科學相應的與計算機計算相結合而產生的不同學科延伸或分支。要克服以上困難，一個行至有效的方法就是通過虛擬樣機進行仿真模擬，在沒有進行實際投產試驗的時候，通過計算機輔助設計和試驗率先驗證可行性，和各方面產品的性能，防止各種設計缺陷的存在，提出寶貴的改進意見【18】。然而而通過物理虛擬樣機技術，在制造物理樣機之前，就可以進行樣機的測試，通過信息的及時反饋找出發(fā)現潛在的問題，縮短產品開發(fā)周期的40%70%，其過程圖不僅節(jié)省時間和金錢，還可以大幅度的提高設計質量和縮短開發(fā)周期。在這種背景下，企業(yè)求得生存與發(fā)展，就必須調其產業(yè)結構和開發(fā)模式，從而更好的解決最合適的上市時間，最低的生產成本，最好的產品質量，最少的環(huán)境污染，和最良好的產品服務等方面的問題【18】。借助虛擬樣機技術，在產品設計階段，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產品的各方面性能以及不能完成預期的設計任務的缺陷，并直接根據評估結果進行設計過程中的修改；不僅如此，直接體現多功能化也是虛擬樣機的關鍵，以取得運動學與動力學性能、可行性、持續(xù)性、舒適性及成本等全面性能要求的良好平衡。根據機械系統(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、占據了約51%的份額。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、測試、分析的開發(fā)平臺。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】。它可以提供但中不同的坐標而便于運算，分別是笛卡爾坐標、柱坐標和球坐標，可相對任意坐標進行轉換的功能，因此大大提高了快速建模的功能。該軟件可自動快捷方便的形成機械系統(tǒng)模型的動力學、靜力學方程，為后續(xù)的操作提供數學支持，同時它還可以快捷的求解包括運動學、靜力學和動力學的內容。ADAMS/PostProcess后處理模塊,此模塊用來輸出各種曲線和動畫，從而對后續(xù)的分析受力，改進設計模塊，驗證可行性等提供理論依據，其中還可以進行曲線的編輯修改的后處理，諸如左邊的修改，單位的修改等。該模塊連接了時間域和頻率域，是ADAMS運動仿真模型更加多元化【18】。ADAMS/Durability耐用性分析模塊，通過耐用性、持久性試驗可以解答機構何時報廢或零部件的極限應力失效的問題，ADAMS/Durability模塊可以歷程數據進行拓展，當然是依據工業(yè)標準中的文件格式進行的，它支持兩種歷程文件格式：nSoft版本和MTS的RPC3 nSoft耐用性版本分析軟件，可以同時進行應力極限、局部應變壽命、材料屈服極限、擴展空隙狀況、多軸向疲勞特征、幅值振動、各種焊接機構強度等分析。此外利用ADAMS/Flex模塊，可以利用有限元軟件進行應力、應變以及疲勞強度和壽命的評估分析和研究【18】。ADAMS/Animation模塊使用的前提條件是必須要有ADAMS/View模塊和ADAMS／Solver模塊。該模塊既可以融入其他的應用模塊中也可以獨立運行，同時結合ADAMS/Controls模塊可以實現在同一仿真環(huán)境中包機械、電氣、液壓于一體的復雜虛擬物理樣機模型。其中動力學軟件包，制動系統(tǒng)軟件包，懸架設計軟件包以及轉向設計等，仿真工況包括：方向盤階躍、斜坡和脈沖輸入、蛇行繞樁試驗、漂移試驗、加速試驗、道路制動試驗和穩(wěn)態(tài)響應試驗，同時設定試驗過程中的節(jié)氣門開度、變速器檔位等【18】。Mechanical/Pro是連接Pro/E與ADAMS兩款軟件之間的橋梁，二者采用無縫連接的方式，使Pro/E用戶不必退出程序就能直接進入仿真界面的主程即可完成仿真分析，并進行干涉檢查、計算運動副的作用力等操作。如果整個系統(tǒng)的自由度為0，則對其進行運動學仿真；如果整個物理模型的自由度≥1，則對其進行動力學仿真。操作區(qū)域，選擇要進行的操作，包括四個選項：創(chuàng)建一個新的模型文件；打開一個已經存在的模型文件；調入一個命令文件；推出ADAMS/View建模環(huán)境。其中，重力加速度設置有三個選項：Earth normal，設置重力加速度大小為1g，方向為Y方向；No gravity ，不設置重力加速度；Other，根據具體情況自定義設置重力加速度，此時單擊Wele對話框中的OK按鈕后，將顯示設置重力加速度對話框。 整體導入效果圖 整車模型導入效果圖為了更好的認識和熟悉Adams界面，現將界面介紹如下。在ADAMS/View中通過在構件間施加約束來定義構建間的連接方式和相對運動方式。無論零件受力如何和如何運動，一個零件始終