[发明专利]一种自动扶梯梯级链传动系统的运动学以及动力学建模仿真方法

说明书

本发明公开了一种自动扶梯梯级链传动系统的运动学以及动力学建模仿真方法，包括在UG中建立梯级链传动系统的结构模型；将结构模型导入ADAMS中，建立刚性体部件；将关键部件导入ABAQUS中建立关键部件柔性化后的模态中性文件；将柔性体部件替换原有刚性体部件，建立自动扶梯梯级链传动系统的刚柔耦合模型动力学仿真，定义部件的属性和材料属性；在ADAMS中添加运动副约束和部件接触设置，设置主动链轮转速与运行负载，进行自动扶梯链传动系统动力学仿真。本发明可以快速分析不同运行参数下自动扶梯运行稳定性以及传动部件的受力情况，适用于不同应用场景下自动扶梯链传动装置选型，简化自动扶梯设计流程、节约研发时间、降低研发成本。

技术领域

本发明涉及多体动力学仿真分析领域，尤其涉及一种自动扶梯梯级链传动系统的运动学以及动力学建模仿真方法。

背景技术

自动扶梯作为高铁车站、地铁站等公共交通场所必备的基础设施，极大地便利了人们在不同楼层间移动，其在商场、购物中心、大型超市的广泛应用，方便了顾客浏览商品，促进了商业地产经济的发展。自动扶梯系统应用场景相当广泛，不同的应用场景需要调整自动扶梯整体结构，根据运行性能的改变，需要选择合适的传动部件以实现设定的运行参数以及安全要求。面对诸多应用场景，为了快速调整自动扶梯梯级链传动系统，节约设计时间，采用刚柔耦合模型动力学仿真来分析自动扶梯梯级链传动系统运行是否满足设计需求、部件力学性能是否安全可靠。

对于链传动系统的仿真分析，国内外学者进行了许多研究，也取得了不少成果。对于输送链、刮板链等大型链传动系统的理论分析与刚体仿真较多，实际上是假设链传动系统为理想刚体，忽略了实际部件做诶柔性体的微小变形。为了使自动扶梯梯级链传动系统仿真模型更加贴合实际，更准确的获得梯级链传动系统的运动学与动力学分析结果。

发明内容

针对现有技术的缺乏，本发明提供了一种自动扶梯梯级链传动系统的运动学以及动力学建模仿真方法，得到了不同结构设计与运行工况设置下的梯级链传动系统刚柔耦合模型的运动学及动力学仿真结果。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种自动扶梯梯级链传动系统的运动学以及动力学建模仿真方法，包括如下步骤：

步骤一：建立自动扶梯梯级链传动模型，并导出相关文件；

步骤二：将梯级链节、梯级链滚轮、梯级销轴导入ABAQUS软件中，在ABAQUS中生成柔性体部件，导出为MNF模态中性文件；将梯级链传动系统模型导入ADAMS，定义单位属性，在ADAMS中建立导轨、机架、链轮部件的刚体模型；

步骤三：在步骤二的基础上，在ADAMS中生成链传动系统刚柔耦合动力学模型，并定义材料的属性；

步骤四：在ADAMS中利用宏定义部件的运动副约接触并添加驱动；

步骤五：运行ADAMS运动学仿真，获得运动学及动力学分析结果。

进一步的，步骤一：利用UG软件使用表达式快速建立自动扶梯的梯级链传动系统的三维模型，将梯级链传动系统部件进行装配，导出x_t文件，作为链传动系统的结构模型；

步骤二：将建立的级链传动系统的总装模型导入ADAMS软件中，得到梯级链传动系统的刚体模型；

步骤三：将自动扶梯梯级链系统的关键部件导入ABAQUS软件中，生成关键部件的模态中性文件，将部件转换为柔性体；

步骤四：将步骤三生成的模态中性文件导入ADAMS中，将原有刚性体部件转换为柔性体部件，通过宏代码批量快速定义不同链传动部件的材料属性，添加部件之间的运动副约束以及接触设定，设置驱动函数以及负载载荷，进行刚柔耦合模型运动学及动力学仿真；