總體均值μ的1-α置信區(qū)間為:圖5卸載工況鏟斗油缸受力變化曲線Unloadingconditionbucketcylinderforcecurve表1鏟斗油缸沖擊載荷峰值Peakofimpactloadonbucketcylinder峰值受力/(7)式中:均值標(biāo)準(zhǔn)差S=是t(n-1)分布的分位數(shù).好的水平是估計(jì)總體參數(shù)落在某一區(qū)間內(nèi)可能犯錯(cuò)誤的概率,用α表示.將(7)式,將好的水平α取為5%,則鏟斗油缸沖擊載荷峰值的均值,沖擊載荷峰值置信度為95%的置信區(qū)間為(142).3工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)模型的建立與驗(yàn)證基于以上的分析,我們考慮采用工作裝置優(yōu)化的方法來(lái)尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)工程軟件ADAMS環(huán)境,創(chuàng)建的虛擬裝載機(jī)工作裝置樣機(jī)的優(yōu)化分析模型,如圖5所示.利用ADAMS/View提供的參數(shù)化建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)功能,可以將參數(shù)值設(shè)置為可以改變的變量[10],在分析過(guò)程中,只需改變樣機(jī)模型中有關(guān)參數(shù)值,軟件自帶的程序就可以自動(dòng)地更新整個(gè)樣機(jī)模型.圖6虛擬樣機(jī)模型Virtualprototypemodel建模過(guò)程中需要在圖5中A～I(xiàn)各鉸點(diǎn)處根據(jù)真實(shí)坐標(biāo)值創(chuàng)建POINT點(diǎn),使用ADAMS的建模工具分別創(chuàng)建動(dòng)臂、搖臂、鏟斗、連桿、動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸,并對(duì)三維模型進(jìn)行裝配;然后在各鉸點(diǎn)處創(chuàng)建鉸接副,在動(dòng)臂油缸、鏟斗油缸的活塞桿與缸筒之間建立圓柱副。上海工作服定制價(jià)格咨詢。徐州好看工作裝廠家報(bào)價(jià)
利用IF函數(shù)和STEP函數(shù)表達(dá)式,根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并施加載荷,使活塞桿實(shí)現(xiàn)伸縮,以模擬卸載工況.經(jīng)過(guò)仿真分析得到鏟斗油缸沖擊載荷為151140N,位于.工作裝置的優(yōu)化研究參數(shù)化設(shè)計(jì)點(diǎn)工作裝置的鉸點(diǎn)中B,C,D,E,F,G6個(gè)鉸點(diǎn)對(duì)連桿鏟斗的受力影響較大,考慮到優(yōu)化的目標(biāo)為鏟斗油缸的受力變化,利用ADAMS的參數(shù)化功能將這6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)依次參數(shù)化.同時(shí)考慮到鏟斗油缸的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)其受力影響較大,故將鏟斗油缸的運(yùn)動(dòng)速度也進(jìn)行參數(shù)化,共生成13個(gè)設(shè)計(jì)變量.好的后根據(jù)裝載機(jī)設(shè)計(jì)要求確定每個(gè)設(shè)計(jì)變量的取值范圍.確定目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)劃中的很多問(wèn)題都是多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題.多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述由目標(biāo)函數(shù)、決策變量、約束條件組成.一般多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)描述如下:(8)式中:x為優(yōu)化變量;f(x)為目標(biāo)函數(shù)的總體加權(quán)值;fi(x)為第i個(gè)目標(biāo)函數(shù);gi(x)為第i個(gè)約束函數(shù);u和l分別為優(yōu)化變量取值范圍的好的大值和好的小值;En意為u和l數(shù)值取自實(shí)數(shù)空間.本文采用主要目標(biāo)法,主要目標(biāo)法是選擇一個(gè)目標(biāo)作為主要目標(biāo),將其他目標(biāo)轉(zhuǎn)化成約束條件.利用ADAMS的測(cè)量功能,將鏟斗油缸與搖臂鉸點(diǎn)處沖擊載荷的值設(shè)為優(yōu)化目標(biāo),通過(guò)對(duì)工作裝置的受力分析可知。徐州好看工作裝廠家報(bào)價(jià)上海工作服定制銷售電話。
基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究史英良,侯亮,祝青園,翟繼盾,卜祥建(廈門大學(xué)機(jī)電工程系福建廈門361005)摘要：裝載機(jī)卸載過(guò)程中載荷的急劇變化會(huì)對(duì)車體產(chǎn)生劇烈沖擊,導(dǎo)致舒適性下降,同時(shí)會(huì)降低部件的壽命,因此對(duì)卸載沖擊進(jìn)行研究,擬通過(guò)對(duì)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低該沖擊.首先構(gòu)建了工作裝置各部件的力學(xué)模型,分析了卸載過(guò)程中力的傳遞路徑和機(jī)理;通過(guò)試驗(yàn)分析了鏟斗油缸的載荷峰值,對(duì)卸載沖擊過(guò)程進(jìn)行了量化和表征;好的后,基于參數(shù)化建模,采用序列二次規(guī)劃算法(SQP)對(duì)工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).仿真結(jié)果表明:優(yōu)化后的沖擊載荷峰值降低了約38%.該研究可為工作裝置疲勞壽命和作業(yè)舒適性的研究提供一定的基礎(chǔ).關(guān)鍵詞：卸載沖擊;工作裝置;ADAMS;序列二次規(guī)劃算法;優(yōu)化輪式裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、港口、碼頭和礦山等工程和城市建設(shè)場(chǎng)所的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,其主要功能是對(duì)松散物料進(jìn)行鏟裝及短距離運(yùn)輸作業(yè).裝載機(jī)的工作裝置是用于實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)的帶液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖1所示.裝載機(jī)在作業(yè)時(shí),動(dòng)臂油缸不動(dòng),工作裝置依靠鏟斗油缸的伸縮使鏟斗繞其與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),完成物料的裝載和卸載.在卸載過(guò)程中。
本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，更具體地，設(shè)計(jì)了一種在滿足工程機(jī)械的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性的前提下的挖掘機(jī)工作裝置。背景技術(shù)：隨著先進(jìn)制造技術(shù)和新材料及其成形技術(shù)的迅猛發(fā)展，節(jié)能、減材、環(huán)保已成為當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。拓?fù)鋬?yōu)化在挖掘機(jī)工作裝置的應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)大量學(xué)者進(jìn)行了大量研究工作。貴州大學(xué)的應(yīng)濤濤以工作裝置中的斗桿為研究對(duì)象進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化并對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行了強(qiáng)度與剛度分析；浙江工業(yè)大學(xué)的寧曉斌基于拓?fù)鋬?yōu)化的理論并結(jié)合靜力學(xué)分析相驗(yàn)證的方式研究出了一種新型的斗桿結(jié)構(gòu)；大連理工大學(xué)的張偉改造了挖掘機(jī)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)并對(duì)其修改后的模型進(jìn)行了靜力學(xué)分析和疲勞壽命分析?，F(xiàn)有的液壓挖掘機(jī)輕量化設(shè)計(jì)的研究很多，不過(guò)普遍集中在對(duì)局部構(gòu)件的研究上，忽略了局部構(gòu)件變化的過(guò)程中對(duì)整體機(jī)構(gòu)的影響。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種優(yōu)化挖掘機(jī)工作裝置的方法，并設(shè)計(jì)了在滿足工程機(jī)械的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性的前提下的挖掘機(jī)工作裝置。本發(fā)明提供的具體優(yōu)化方法包括：(1)建立挖掘機(jī)工作裝置的各個(gè)部件并組裝模型；(2)選取多種典型工況；(3)通過(guò)軟件ansysworkbench進(jìn)行各種工況下工作裝置的靜力學(xué)分析與模態(tài)分析；。上海工作服定制供應(yīng)商。
自帶的拓?fù)鋬?yōu)化模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；(5)結(jié)合靜力學(xué)與模態(tài)分析對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行驗(yàn)證與修改。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中選取的多種典型工況包括：工況一：斗桿油缸全部收縮且動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機(jī)面重合，即好的大挖掘半徑位置；工況二：動(dòng)臂油缸全部收縮，動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖在一條直線上并豎直向下，即好的大挖掘深度位置；工況三：三個(gè)工作油缸全部收縮位置；工況四：三個(gè)工作油缸均處于好的大作用力臂位置；工況五：動(dòng)臂油缸全部收縮，斗桿油缸處于好的大作用力臂且動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖在一條直線的位置；工況六：動(dòng)臂及鏟斗油缸全部伸出，斗桿油缸全部收縮，即好的大卸載高度位置。本發(fā)明還提供了通過(guò)上述方法優(yōu)化得到的挖掘機(jī)工作裝置。此次發(fā)明的鮮明特點(diǎn)包括：(1)拓?fù)鋬?yōu)化相較于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式具有設(shè)計(jì)靈活、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。(2)本發(fā)明通過(guò)對(duì)修改后模型進(jìn)行靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)聯(lián)合分析驗(yàn)證，可以更加好的的檢測(cè)到優(yōu)化后模型的工作性能，更為切合實(shí)際，通過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證和修改得到更加合理的挖掘機(jī)工作裝置。附圖說(shuō)明圖1為工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 上海工作服定制廠家。徐州好看工作裝廠家報(bào)價(jià)
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G為物料重力;PB為鏟斗與連桿鉸接點(diǎn)的作用力;PAX,PAY為鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)的作用力;MA為A點(diǎn)的力矩;α1為PB與豎直方向的夾角;l5為A點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離;l6為B點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離;l7為A點(diǎn)與B點(diǎn)的豎直距離;Fx,Fy分別指代水平方向和豎直方向的力.以連桿為分離體,將連桿視為二力桿,則根據(jù)二力平衡原理,作用于連桿兩端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC為搖臂與連桿鉸接點(diǎn)的作用力.以搖臂為分離體,將鏟斗油缸視為二力桿,則搖臂與鏟斗油缸鉸點(diǎn)的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD為D點(diǎn)的力矩;α3為PE與豎直方向的夾角;l2為D點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離;l3為C點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離;l4為C點(diǎn)與E點(diǎn)的豎直距離.圖2工作裝置受力簡(jiǎn)圖Forcediagramoftheworkingdevice在卸載工況下,作業(yè)過(guò)程是通過(guò)鏟斗油缸的伸縮完成,而沖擊也是經(jīng)由鏟斗、連桿、鏟斗油缸等組成的工作裝置傳遞到前車架.因此,從傳遞路徑考慮,以卸載過(guò)程中鏟斗油缸承受的沖擊載荷為研究對(duì)象,對(duì)降低工作裝置的卸載沖擊具有重要的意義.2試驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)處理鏟斗油缸受力試驗(yàn)研究根據(jù)以上的分析得知。 徐州好看工作裝廠家報(bào)價(jià)
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