基于SolidWorks的整体自装卸车虚拟设计与运动仿真

    整体自装卸车是一种用于后勤物资集装化补给的专用车辆，能够对集装箱和各类托盘进行运输和整装整卸。随着科学技术的进步，需要更多整机重量轻、性能优良、可靠性高的装备，以提高物资保障效率，这就要求在设计中综合利用各种现代化的理论、方法和手段。现代CAD技术及其相关软件的迅速发展，对提高产品的设计效率起到了积极的推动作用，使整体自装卸车的三维虚拟设计得以实现。同时，以多刚体动力学和弹性力学为基础，借助CAE技术及相关软件，可以进行产品的运动仿真、虚拟样机仿真和有限元分析。在试制物理样机之前通过仿真分析进行验证、修改和优化，保证了结构设计的正确、合理，可有效缩短开发周期，降低设计成本，提高设计质量。

    本文结合整体自装卸车的结构特点，阐述利用进行虚拟设计的方法和流程，以自装卸机构运动仿真为例，介绍其CAE插件COSMOSMotion在机械系统仿真分析中的应用。

1 软件简介

    是美国公司(现已并人达索公司)开发的基于Windows的三维CAD软件，功能强大，易学易用，近年来在我国的机械设计与制造及相关行业得到了广泛应用。软件采用参数化和变量化相结合的建模技术，支持自底向上和自顶向下的装配体设计方法。软件自身具有标准件设计库，用户也可根据需要进行扩充和自定义，可有效减少不必要的重复设计工作。此外，拥有丰富的第三方软件支持，可以实现分析、加工、逆向等工程应用。

    COSMOSMotion是SRAC公司开发的无缝集成于的CAE应用插件，采用MSC公司的ADAMS解算器，用于机械系统的运动学和动力学仿真。使用者在完成产品的实体造型设计后，不必离开熟悉的CAD环境就可以利用该插件实现运动仿真，进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析零件的速度、反作用力和力矩等，其分析结果可用于指导零件的结构改进或材料调整。此外，还可将复杂运动情况下求得的载荷直接输出到主流虚拟样机软件(如ADAMS)和FEA软件(如COSMOSWorks)中进行动力学仿真和强度分析。

2 虚拟设计

    整体自装卸车由越野汽车二类底盘和自装卸系统2部分组成，如图1所示。底盘作为自装卸系统的安装基体，型号确定后，结构上基本不作改动。自装卸系统的设计以底盘为依据，其结构在实现产品功能的前提下，既要便于在底盘上布置和安装，同时又要满足铁路运输的尺寸界限要求。根据整机的结构特点，装配体的设计采用自底向上和自顶向下相结合的设计方法，相应地零件设计采用直接建模和关联设计2种方式。