土方作业动态切削的可视实时仿真

摘要：

针对液压挖掘机驾驶模拟器土方作业仿真中缺乏时变负载——土壤切削阻力，基于Delta3D视景仿真引擎和多体动力学实时交互软件Vortex搭建了系统软件框架，实现了挖掘机车辆动力学特性的真实模拟，并建立了铲斗与土壤的交互仿真平台。根据挖掘机铲斗的实际作业情况，将土壤假定为刚塑性体，并引入地形倾角、加速力、土壤对铲斗侧面摩擦力等参数，推导并修正了 Reece 提出的土壤切削基本方程，实现了土方作业中土壤动态切削的可视实时仿真。将模型导入到某驾驶模拟器中，进行3次交互作业，获得了土壤相对于铲斗的切削阻力，并对影响切削阻力的因素进行了分析。仿真平台逼真度高、交互性强，实现了铲斗与土壤交互作业具有物理学行为的拟实模拟，可为操作培训人员和产品开发人员提供可视化和交互性的手段，提高培训效果和产品开发效率。

关键词：可视化、挖掘机、土壤、土方作业、多体动力学、动态交互、土壤切削、实时仿真

分类号：U415.51;TP391.9(道路工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51305153；吉林省重点科技攻关项目20130206034GX

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：217-223