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(mén)大學(xué)機(jī)電工程系福建廈門(mén)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。上海工作服定制哪家好。連云港口碑好的工作裝銷售價(jià)格
工作裝置的主要結(jié)構(gòu)包括：1車架、2動(dòng)臂、3動(dòng)臂液壓缸、4動(dòng)臂液壓桿、5斗桿液壓缸、6斗桿液壓桿、7斗桿、8鏟斗液壓缸、9搖桿、10鏟斗液壓桿、11連桿、12鏟斗。(2)多種典型工況的選取圖2為挖掘機(jī)工作過(guò)程示意圖。挖掘機(jī)工作裝置是以三組液壓缸為原動(dòng)件的三自由度連桿結(jié)構(gòu)，其工作過(guò)程主要包括空斗回轉(zhuǎn)調(diào)整(挖掘位置)21、鏟斗挖掘(挖掘作業(yè))22、滿斗提臂回轉(zhuǎn)23以及卸載作業(yè)24等。圖3為工作裝置結(jié)構(gòu)分析中的六種工況位姿圖。工況一：a)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：b)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：c)三個(gè)工作油缸全部收縮位置。工況四：d)三個(gè)工作油缸均處于好的大作用力臂位置。工況五：e)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：f)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。。 溫州氣質(zhì)工作裝銷售價(jià)格上海工作服定制價(jià)格咨詢。
通過(guò)主菜單Simulate中的Design-Evaluation選項(xiàng),彈出優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)話框,并根據(jù)優(yōu)化要求進(jìn)行設(shè)置,利用序列二次規(guī)劃算法進(jìn)行多次迭代,優(yōu)化結(jié)果如表2所示.圖7給出了優(yōu)化前后鏟斗油缸的受力曲線圖.在曲線圖中橫坐標(biāo)表示時(shí)間變化,縱坐標(biāo)表示鏟斗油缸的受力變化,實(shí)線、虛線分別表示優(yōu)化前后鏟斗油缸的受力曲線.工作裝置的傳動(dòng)角、卸載距離和卸載高度等均滿足設(shè)計(jì)要求,同時(shí)沖擊載荷峰值與原來(lái)相比降低了38%,優(yōu)化效果好的.5結(jié)論本文以裝載機(jī)工作裝置為主要研究對(duì)象,通過(guò)構(gòu)建裝載機(jī)工作裝置的力學(xué)模型,確定了卸載過(guò)程中力的傳遞路徑和機(jī)理;然后利用試驗(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,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證與仿真分析相結(jié)合的方式,將優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)進(jìn)行合理規(guī)劃,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%.圖7卸載沖擊優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化方法更注重工作裝置的平移性和自動(dòng)放平性能相比。
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。上海工作服定制批發(fā)。
本研究以減小工作裝置卸載沖擊為目標(biāo)對(duì)工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化.該研究為工作裝置的疲勞壽命研究和駕駛員的作業(yè)舒適性的研究提供了一定的基礎(chǔ).參考文獻(xiàn)：[1]黃洪鐘,姚新勝,周仲榮.基于滿意度原理的裝載機(jī)工作裝置的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2003,39(5):[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering,2003,39(5):97-103.[2]潘雙夏,劉慧斌,馮培恩.裝載機(jī)正轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,29(12):[J].JournalofTongjiUniversity,2001,29(12):1499-1502.[3]申文清,郝愛(ài)云,朱志輝,等.基于MATLAB的裝載機(jī)連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤好的械,2006,27(4):[J].CoalMineMachinery,2006,27(4):544-546.[4]高秀華,王云超,安二中,等.基于ADAMS的裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)仿真,2007,24(1):[J]puterSimulation,2007,24(1):217-221.[5]侯亮,潘永軍,郭濤,等.裝載機(jī)八桿機(jī)構(gòu)工作裝置多目標(biāo)優(yōu)化與仿真[J].中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào),2009,7(3):[J].ChineseJournalofConstructionMachinery,2009,7(3):258-264.[6]戴文躍,梁昊.裝載機(jī)工作裝置的動(dòng)力學(xué)仿真與綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版,2004,34(4):[J].JournalofJilinUniversity:EngineeringandTechnologyEdition,2004,34。上海工作服定制樣冊(cè)。寧波氣質(zhì)工作裝銷售廠家
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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；。連云港口碑好的工作裝銷售價(jià)格
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