(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210578123.8 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市钱塘新区白杨 街道2号大街1 158号 (72)发明人 周霞　胡小平　 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分 析方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于虚拟振动台的散体 包装件动态响应分析方法， 包括如下步骤： S1、 建 立运输车辆模 型， 再根据实际运输车辆的结构参 数与动力学特性组建车辆参数并进行调试； S2、 建立三维道路模型； S3、 通过试验获取散体包装 件的结构参数； S4、 根据步骤S1 ‑步骤S3获取的数 据构建散体包装件的虚拟试验台； S5、 通过所述 虚拟试验台给予散体包装件施加振动激励进行 仿真运动并获取激励数据； S6、 根据步骤S5中所 述虚拟试验台， 获取散体包装件的动力学指标， 并分析散体包装件在运动过程中的响应， 本发明 具有精准， 实时等优点， 能够为生产散体料包的 厂家以及物 流公司提供精准的数据， 以确定在规 定范围内， 运输散体包装件的最大值， 从而节省 运输成本 。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114969916 A 2022.08.30 CN 114969916 A 1.一种基于虚拟振动台的散体包 装件动态响应分析 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 建立运输车辆模型， 再根据实际运输车辆的结构参数与动力学特性组建车辆参数 并进行调试； S2、 建立三维道路模型； S3、 通过试验获取散体包 装件的结构参数； S4、 根据步骤S1 ‑步骤S3获取的数据构建散体包 装件的虚拟试验台； S5、 通过所述虚拟试验台给予散体包装件施加振动激励进行仿真运动并获取激励数 据； S6、 根据步骤S5中所述虚拟试验台， 获取散体包装件的动力学指标， 并分析散体包装件 在运动过程中的响应。 2.根据权利要求1所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S1 中， 通过3D制图软件绘制运输车辆模型， 并调用到adams/car软件中， 所述运 输车辆的结构参数包括整车质量、 部件质量和车身长度， 所述运输车辆的动力学特性包括 汽车发动机、 悬架的动力性能参数。 3.根据权利要求1所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述三维道路模型建立的方法为， 通过调取adams/car中的Road  Buider建立三维道路 模型， 所述道路参数包括 直线和缓和曲线的长度、 纵坡、 坡度和路面摩擦系数。 4.根据权利要求1所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S3中， 所述散体包装件的结构参数包括整个散体包装件的质量、 形状和 体积， 散体包装件的刚度和阻尼， 散体包 装件表面的摩擦系数以及堆码形式。 5.根据权利要求4所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S 3中， 通过试验得到散体包装件应力应变曲线以及应变与时间的图像， 并通过 Kelven公式处 理应力应 变曲线计算得 出散体包 装件的刚度与阻尼参数， 计算公式如下： 其中k＝E, η＝c 式中， ε表示应 变参数， σ 表示应力参数， k表示刚度参数， c表示阻尼参数， t 表示时间。 6.根据权利要求5所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S4中虚拟试验台的构建方法为： S4‑1、 通过步骤S3获得的散体包装件结构参数， 使用adams/view建立预设形状、 体积和 质量的散体包装件模型， 并按堆码形式将散体包装件排列整齐， 其中散体包装件的质心位 置须位于同一条直线上； S4‑2、 在最底层包装件下方建立一个具有一定质量的长方形物块， 即散体包装件的虚 拟试验台。 7.根据权利要求6所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S5中包括如下子步骤： S5‑1、 为每两个相邻的散体包装件之间、 最底层散体包装件与虚拟试验台之间分别添 加弹簧连接件， 并赋予相应的等效刚度、 等效刚度和摩擦系数； S5‑2、 根据散体包装件的运动特征， 确定散体包装件之间的运动关系、 散体包装件与振权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969916 A 2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； S5‑3、 利用adams/view在每个运输散体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； S5‑4、 使用adam s/view对虚拟试验台进行 试验和调试直至确认无误。 8.根据权利要求6所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S5‑4的调试方法为： S5‑4‑1、 z轴方向调试， 其中z轴方向的数 学表达式为： 式中mk、 kk、 ck分别代表各层散体包装件的质量、 等效刚度系数、 等效阻尼系数， m1为顶 层， 其余以此类推， zk为第k层散体包装件的位移， g表示重力加速度， zp+1是货车底板的实际 位移， k0＝c0＝0； S5‑4‑2、 y轴方向调试， 其中y轴方向的数 学表达式为： 式中mij、 kij、 cij分别代表各行散体包装件的质量、 等效刚度系数、 等效阻尼系数， mi1为 最左边的散体包装件， 其余以此类推， yij为第j行散体包装件的位移， g表示重力加速度， yn 是第n行散体包 装件的实际位移， ki0＝ci0＝0； S5‑4‑3、 x轴方向调试， 其中x轴方向的数 学表达式为： 式中mij、 kij、 cij分别代表各列散体包装件的质量、 等效刚度系数、 等效阻尼系数， m1j为 最前面的散体包装件， 其余以此类推， xij为第i列散体包装件的位移， g表示重力加速度， xm+1 是货车前挡板的实际位移， k0j＝c0j＝0。 9.根据权利要求8所述的基于虚拟振动台的散体包装件动态响应分析方法， 其特征在 于， 所述步骤S6包括如下子步骤： S6‑1、 运输车辆模型、 三维道路模型以及散体包 装件在adam s进行耦合； S6‑2、 将获取的激励 数据添加于adams/view 中， 进行仿真运动， 由此获得各层散体包装 件的动力学响应； S6‑3、 利用adam s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： 其中n00为下截止空间频率， n0为参与空间频率， Gq(n0)为参与空间频率n0下的路面不平 度系数， w(t)为白噪音的时域信号， q(t)为激励， u为速度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969916 A 3