刚柔耦合系统建模与仿真关键技术研究.pdf

ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2010，46（2）243

刚柔耦合系统建模与仿真关键技术研究

赵丽娟，马永志
ZHAOLi-juan，MAYong-zhi

辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000
MechanicalEngineeringCollege，LiaoningTechnologyUniversity，Fuxin，Liaoning123000，China
E-mail：[e-mail]

ZHAOLi-juan，MAYong-zhi.Studyonkeytechnologiesinmodelingandsimulationofrigid-flexiblecoupledmulti-body
system.ComputerEngineeringandApplications，2010，46（2）：243-248.

Abstract：Thekeytechnologiesinmodelingandsimulationoftherigid-flexiblecoupledmulti-bodysystembasedonvirtual
prototypearestudied.Specificmeasuresareproposedforassuringsimulationprecisionandreducingtime.Sotheoperabilityofthe
reliabilityoftherigid-flexiblecoupledmulti-bodysystembasedonPro/E，ANSYSandADAMSisgreatlyimproved.Thekey
technologiesofinputtingload，jointsandboundaryconditionsoftheshearerworkinginthincoalseamwithpyritesaresolved.
Theoreticalpreparationisprovidedforresearchingthereliabilityoftheshearer’scuttingunit.Thedefectsonkeypartsofthe
cuttingunitarefounded，whichprovidesufficientreferencesforquantification.Specially，thesolutionforkeytechnologiesin
modelingandsimulationofthecomplexrigid-flexiblecouplingmulti-bodysystemisverysignificantinresearchingreliabilityof
multi-bodysystem，reducingthecostofdesignandrealizingthesuccessofphysicalprototypeatthefirsttime.
Keywords：rigid-flexiblecoupled；virtualprototypetechnology；AutomaticDynamicsAnalysisofMechanicalSystem（ADAMS）；
ModalNeutralFile（MNF）

摘要：研究了基于虚拟样机技术的复杂刚柔耦合多体系统建模与仿真中的关键技术，提出了保证仿真精度、缩短仿真时间，提高
仿真速度的具体措施，大大提高了基于Pro/E、ANSYS和ADAMS三款软件联合进行刚柔耦合多体系统可靠性研究的操作性；解决
了含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部的输入实现、约束及边界条件等关键技术，为基于复杂煤层赋存条件下薄煤层采煤机截
割部工作的可靠性研究提供了理论准备；找到了采煤机截割部关键零件设计上存在的问题，为采煤机截割部系统的优化提供了有
力的量化依据；尤其是复杂刚-柔耦合多体系统建模与仿真中关键技术的解决对于研究多体系统工作的可靠性、降低研发成本、物
理样机一次成功目标的实现具有重要的理论意义和较强的实用价值。
关键词：刚柔耦合；虚拟样机技术；机械系统动力学自动分析（ADAMS）；模态中性文件（MNF）
DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.02.072文章编号：1002－8331（2010）02-0243-06文献标识码：A中图分类号：TP391.9；TD421.6

1问题的提出时受到的瞬时冲击载荷，很容易破坏采煤机截割部的薄弱环节
由多个物体通过运动副连接的复杂机械系统称为多体系统，（如摇臂的壳体、行星减速系统的行星架、行星轴等关键零件），
根据系统中物体的力学特性不同可分为刚性多体系统、柔