[发明专利]一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法

权利要求书

1.一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在多体动力学仿真软件ADAMS中构建液压挖掘机的运动学模型，并定义其运动，模拟正铲液压挖掘机的典型挖掘工况；

2)分析实际矿堆中矿石级配参数和矿石接触参数，利用无滑动接触模型在EDEM中建立矿堆本构模型，使其形成与自然矿堆一样的自然休止角，其中级配参数包括矿石的大小、形状、尺寸分布比例；矿石接触参数包括碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数；在完全认识实际矿堆的基础上，在EDEM中选择默认接触模型“Hertz-Mindlin no slip”无滑动接触模型，并设置参数，包括材料属性以及材料之间的接触参数，然后建立矿堆模型，根据施工现场矿石颗粒的大小、形状以及粒径分布在EDEM中生成矿堆，使其自然堆垛形成自然休止角；其中材料属性包括泊松比、密度、剪切模量；

1)参数分析

材料属性参数，包括泊松比、密度、剪切模量是材料的基本属性，Hertz-Mindlin(noslip)接触模型中材料之间的接触参数包括：碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数，通过实验测试与EDEM模拟相结合的方法获得这三个参数；

2)构建矿堆

对实际矿堆中矿石的形状、大小、粒径分布经行统计分析，将EDEM仿真中的基础颗粒也建成形状各异，大小不同的六种基本颗粒，按照按颗粒尺寸的大小，分为da1、da2、zhong1、zhong2、xiao1、xiao2；基于六种基本颗粒模型，在颗粒工厂中设置生成颗粒尺寸按正态分布，并控制最大最小尺寸，使大中小各种颗粒的质量满足连续分布，与实际矿堆相接近；

3)在EDEM构建的矿堆中，参考在ADAMS中建立的运动学模型，定义工作装置运动，进行典型工矿挖掘，通过EDEM软件的仿真计算，得出铲斗挖掘矿石过程中所受的阻力，可在EDEM软件的后处理模块中导出挖掘过程中铲斗所受的挖掘阻力。

2.如权利要求1所述的一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，其特征在于：在三维实体造型软件UG中建立液压挖掘机的三维实体模型，并对模型进行适当简化，利用三维实体造型软件UG与多体动力学仿真软件ADAMS的接口，将简化后的液压挖掘机模型导入多体动力学仿真软件ADAMS中，利用ADAMS软件对所述液压挖掘机的动力学特性进行分析，建立所述液压挖掘机的动力学模型，并模拟挖掘机的典型挖掘工矿。

3.根据权利要求1所述的一种矿用液压挖掘机挖掘阻力的仿真方法，其特征在于：步骤3)中建立矿堆后，在EDEM中导入挖掘机工作装置的CAD三维实体模型，然后根据挖掘机工作装置在ADAMS中运动学分析的各个工况，在EDEM中定义工作装置的运动，模拟各挖掘工况，仿真结束后可在EDEM后处理模块中导出整个铲斗所受到的挖掘阻力。