[发明专利]基于虚拟振动台的水果类运输包装件动态响应分析方法

摘要

本发明公开一种基于虚拟振动台的水果类运输包装件动态响应分析方法，使用adams/car构建厢式货车、道路以及水果包装件振动台，来分析水果包装件在运输过程中的动态响应。本发明较为快捷和准确地模拟了水果包装件在运输过程中的振动情况，并得到水果包装件的振动输出时域响应(位移、速度、加速度)、振动传递率、频率响应加速度等指标，可分析出各层包装件的振动大小和固有频率，为企业与科研机构选择包装材料，具有高效、精准、实时等优点。

主权项

一种基于虚拟振动台的水果类运输包装件动态响应分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)调用adams/car软件中内置的厢式货车模型，再根据运输车辆的结构参数和动力学特性修改模型中车辆参数并调试模型，其中，车辆结构参数包括整车质量、部件质量和车身长度，动力学特性包括汽车发动机、悬架的动力性能参数，且车厢的质量还包括车厢所承载的水果包装件质量；(2)获取实际道路参数通并使用adams/car中的Road Builder建立二维或三维道路模型，作为整个运输包装系统的虚拟振动输入平台，其中所述实际道路参数包括直线和缓和曲线的长度、圆曲线半径、纵坡、坡度和路面摩擦系数；(3)获取水果包装件的结构参数，所述结构参数包括整个包装件的质量、形状和体积，外包装材料的刚度和阻尼，包装件内部缓冲衬垫的刚度和阻尼、包装件的堆码模式；(4)基于上述步骤所得的运输车辆信息、实际道路参数和包装件参数，使用adams/view构建水果运输包装件的虚拟试验台，具体过程如下：(4.1)通过步骤(3)所获取的包装件结构参数，使用adams/view建立具有一定形状、体积和质量的包装件模型，并按堆码模式将包装件排列整齐，其中包装件的质心位置须位于同一条直线上，即X和Z方向上的坐标必须相同；(4.2)在最底层包装件下方建立一个具有一定质量的长方体物块，即水果包装件的虚拟试验台；(4.3)为每两个相邻的运输包装件之间、最底层包装件与振动试验台之间分别添加弹簧连接件，并赋予相应的等效刚度和等效阻尼；(4.4)根据包装件的运动特征，确定包装件之间的运动关系、包装件与振动台之间的运动关系以及振动台与地面的运动关系，并为其施加运动副，前两者为移动副，后者为固定副；(4.5)利用adams/view在每个运输包装件的相关位置均添加虚拟传感器，以测量动态响应指标；(4.6)使用adams/view对虚拟试验台进行检查和调试直至确认无误，其中调试使用方法的数学表达方法为：mix”i＝ki(xi+1‑xi)+ci(xi+1‑x’i)‑ki‑1(xi‑xi‑1)‑ci‑1(x’i‑x’i‑1)‑mig (i＝1…N)式中，mi、ki、ci分别表示各层产品的质量、材料等效刚度系数和等效阻尼系数，m1为顶层，其余以此类推，xi为第i层货物的位移，g表示重力加速度，xN+1＝u，u是第N+1层货物的实际位移，k0＝c0＝0；(5)确定车辆、道路和水果包装件之间的耦合关系以及运输包装系统的输入和输出，进而建立运输包装系统的虚拟振动台；(6)根据步骤(5)中所述虚拟振动台，获取水果运输包装件的动力学指标，包括位移、速度和加速度，分析水果运输包装件在运输过程中的动态响应，具体步骤如下：(6.1)对由车辆、道路、包装件组成的运输包装系统进行仿真试验，得到包装件底部的振动激励；(6.2)将(6.1)中获得的激励添加于在adams/view中建立的水果类包装件虚拟试验台，由此获得各层运输包装件的动力学响应；(6.3)利用adams/postprocessor插件对动态响应指标进行时域分析和频域分析，其中频域分析方法为：式中，f(t)为时域函数，ω表示频率。