提出了一種基于ADAMS的裝載機(jī)正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu)工作裝置的多目標(biāo)優(yōu)化與仿真方法.基于虛擬樣機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)相對與計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有建模簡單、控制容易、可視性強(qiáng)、分析好的、編程量少的優(yōu)點(diǎn)[6],故本文選擇此法對工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化.1工作裝置受力模型為了研究卸載沖擊在工作裝置各部件之間的傳遞路徑,我們需要建立裝載機(jī)工作裝置的受力模型,對各部件的受力情況進(jìn)行分析.為便于分析和計(jì)算,我們做出如下假設(shè):①假設(shè)卸載工況為對稱受載工況[7],由于工作裝置是對稱結(jié)構(gòu),故動(dòng)臂兩側(cè)受到大小相等、方向相同的載荷作用;②不考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)存在的加速度對機(jī)構(gòu)受力的影響,將該過程看作是一個(gè)受力平衡狀態(tài);③不考慮鏟斗、前車架與裝載機(jī)工作裝置各構(gòu)件之間的關(guān)系,假設(shè)它們彼此互不影響.這樣就可以利用工作裝置一側(cè)的受力情況來代替整個(gè)工作裝置的受力情況.在進(jìn)行工作裝置各構(gòu)件受力的計(jì)算時(shí),首先以鏟斗為受力分離體,去掉約束以反力代替,然后,根據(jù)構(gòu)件中的連接順序,依次求出各構(gòu)件的受力.規(guī)定任何構(gòu)件中力的符號以拉力為正,壓力為負(fù).此時(shí),工作裝置各構(gòu)件的受力簡圖如圖2所示.以鏟斗為分離體,根據(jù)平衡原理可列出其靜力學(xué)平衡方程式,即:∑MA=0,PBcosα1(l5+l6)+Gl5=PBsinα1l7。 上海工作服定制價(jià)格咨詢。寧波好看的工作裝設(shè)計(jì)
該鉸點(diǎn)受力即可反映鏟斗油缸的受力.建立約束設(shè)計(jì)變量的任何一組值,都是一個(gè)“設(shè)計(jì)方案”,所謂“好的優(yōu)設(shè)計(jì)”實(shí)際是滿足某些設(shè)定限制條件的設(shè)計(jì)方案中好的好的設(shè)計(jì)方案.這些限制總稱為“設(shè)計(jì)約束”.根據(jù)裝載機(jī)的工作條件,在ADAMS環(huán)境下,從以下幾個(gè)方面對優(yōu)化模型進(jìn)行約束.(1)變量取值范圍約束根據(jù)裝載機(jī)尺寸和工作機(jī)構(gòu)布置要求,合理設(shè)計(jì)中要給出各設(shè)計(jì)變量的允許變化范圍.本文設(shè)定每個(gè)坐標(biāo)變量的變化范圍為-10～+10mm,油缸速度的變化范圍為-20～+20mm·s-1.(2)傳動(dòng)角約束為了提高傳動(dòng)效率,防止機(jī)構(gòu)鎖死,要求在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,各個(gè)傳動(dòng)角在10°～170°之間變化.故在ADAMS中,須施加傳動(dòng)角約束,即:(9)通過建立測量FUNCTION_MEA_1創(chuàng)建約束OPT_CONSTRAINT_1(10°≤∠BEF),表達(dá)式為:10d-INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51);通過測量FUNCTION_MEA_2可創(chuàng)建約束OPT_CONSTRAINT_2(∠BEF≤170°),表達(dá)式為:INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51)-170d.同理可創(chuàng)建約束實(shí)現(xiàn)10°≤∠GFE≤170°,10°≤∠BCD≤170°.(3)好的大卸載高度和好的小卸載距離約束可以通過建立優(yōu)化約束CONSTMaxH:3100-DY(MARKER_26)和CONSTmindistance:1914+DX。泰州外貿(mào)工作裝聯(lián)系人上海工作服定制電話。
載荷的急劇變化會(huì)對裝載機(jī)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.目前,對裝載機(jī)工作裝置的研究都集中在如何提高其平移性和自動(dòng)放平性能方面,而對工作裝置卸載過程中所受沖擊的研究較少.因此,以減小卸載工況下工作裝置所受沖擊為目標(biāo)對工作裝置進(jìn)行優(yōu)化,對提高駕駛員的作業(yè)舒適性,延長部件使用壽命具有重要的意義.圖1裝置機(jī)工作裝置Loaderworkingdevice裝載機(jī)工作裝置的優(yōu)化方法大致可分為兩類:(1)基于計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化設(shè)計(jì).黃洪鐘[1]等給出了集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法于一體的裝載機(jī)工作裝置多目標(biāo)滿意優(yōu)化算法;潘雙夏[2]等應(yīng)用優(yōu)化軟件Prodopt采用仿生物進(jìn)化方法對裝載機(jī)的正轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化;申文清[3]等建立了反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,并使用MATLAB軟件編程對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了優(yōu)化研究.(2)基于虛擬樣機(jī)的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì).高秀華[4]等基于機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS對裝載機(jī)工作裝置中的各主要桿件進(jìn)行了參數(shù)化,創(chuàng)建了裝載機(jī)工作裝置的虛擬樣機(jī)優(yōu)化模型。
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。上海工作服定制工廠。
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)劃中的很多問題都是多目標(biāo)優(yōu)化問題.多目標(biāo)優(yōu)化問題的數(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),通過對工作裝置的受力分析可知。上海工作服定制供應(yīng)商。淮安好看工作裝報(bào)價(jià)
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