混凝土泵车臂架振动特性流固耦合仿真研究

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1、万方数据第28卷第11期计算机仿真2011年11月文章编号：1006—9348(2011)1i一0383—04混凝土泵车臂架振动特性流固耦合仿真研究陈栋1，王刚1，谢秀芬2，谭健2(1．中南大学机电r程学院，湖南长沙410083；2．三一重T股份有限公司，湖南长沙410100)摘要：研究泵车泵送系统控制问题．由于臂架系统参数设计不合理，混凝士泵车作业过程中的臂架系统振动。采用有限元法建立某型号泵车臂架系统的流同耦合模型．对臂架系统的振动特性进行仿真分析，并计算共振状态下象车臂架所受动应力的分布情况。对泵车整车进行振动测试验证模型的有效性。根据流同耦合的泵车

2、臂架系统有限元仿真模型，选择准确的参数，反映在载荷作用下的振动特性和臂架所受动应力的分布情况。仿真结果为泵车臂架系统的动力学研究提供r一种较精确的力学模型，为臂架减振系统的设计提供了有效的参数依据。关键词：混凝土泵车；臂架系统；振动；流固耦合；有限元中图分类号：TU646文献标识码：AFluid—．StructureInteractionDynamicSimulationofConcrete，一‘PumpTruckBoomSystemVibrationAnalysisCHENDon91，WANGGan91，XIEXiu—fen2，TANJian2(1．Co

3、llegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China；2．SANYHeavyIndustryCo．Ltd，ChangshaHunan410100，China)ABSTRACT：Thefluid—structureinteractionmodelofpumptruckboomsystemwascreatedusingfiniteelementmethodtosimulatetheconcretepumptruckboomvibrat

4、ionbehaviorsduringoperationandtocalculatethedynamicstressdistributionofpumptruckboomsonresonancestate．Vibrationtestsweremadeonconcretepumptruckproducttoverifythefluid-structureinteractionmodelandthevalidityofsimulationresults．Thesimulationresultsandvibra·tiontestresultsindicate：th

5、efiniteelementmodeloftheboomsystembasedonfluid-structureinteractiontheorysire-ulatestheactualperformancesofvibrationaccuratelyunderloadsonhorizontalworkingcondition，andalsocalculatesthedynamicstressdistributionofpumptruckboomsaccurately．Thesimulationsprovide锄accuratemechanicalmod·

6、elforboomvibrationdynamicstudyandvaliddatafordesigningvibrationreductionsystemofpumptruckboomsys—tern．KEYWORDS：Concretepumptruck；Boomsystem；Vibration；Fluid—structureinteraction；Finiteelementl引言混凝土泵车配备液压卷折式臂架，在作业过程中容易产生较大的振动或摆动。根据相关研究成果oI-3]，泵车臂架系统产生振动的主要原因有：由液压泵送系统控制参数不匹配引起的液压冲击载荷

7、，其频率达到泵车的固有频率引起共振；臂架系统的结构设计参数不合理等。以往的研究多采用等效载荷的方法。将仿真或试验得出的液压系统冲击载荷换算为集中力载荷的形式加载到无流体单元的臂架结构模犁以分析臂架的振动特性。本文考虑输送管内的混凝土流体与输送管结构之间的流体一结构耦合影响，直接将测试得到输送管内压力加载到臂架系统有限基金项目：国家“863”高科技资助项目(2008AA042802)收稿日期：2010-10-30修同日期：2010—12—15元模型的流体单元，研究泵车臂架系统在流固耦合作用下的振动特性，并对共振时的泵车臂架作动应力分析。2泵车臂架系统建模2．

8、1流固耦合理论流固耦合是指流体与固体二者之间的交互作用，其特征为¨