装载机铲装过程的离散元建模和模型标定

装载机产品设计通常采用试验的方法对整机性能进行评价,进而对关键子系统设计和选型做进一步优化和设计迭代。但这一方法会消耗较多的人力物力,耗时长,效率低。装载机铲装作业过程仿真可以帮助我们快速的获得有效的设计评价结果,支持设计方案的快速迭代和改进;然而仿真模型的建模和标定是其中最为核心和挑战的问题,直接关系到能否获得准确有效的结果。本文以装载机最常见的复合铲装为例:首先定义装载机铲装过程中的五个核心指标(水平阻力、水平阻力功、竖直阻力、竖直阻力功以及铲装重量),并对其进行测量。接着根据测试的实际情况,建立装载机铲装的离散元仿真模型,并提取仿真过程中五个核心指标。在此基础上,通过与试验数据的对标来修正仿真模型,得到五个核心指标的对比结果 :水平阻力和竖直阻力试验与仿真的趋势相同;水平阻力功试验与仿真的偏差为1.7%;竖直阻力功试验与仿真的偏差为-7.3%;铲装重量的偏差为10%,结果满足工程应用要求,为离散元仿真技术在装载机设计中的应用做了有益的探索和尝试。

Element Discrete Modeling and Its Calibration for Wheel Loader Loading Process