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。現(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；。上海工作服定制批發(fā)。溫州流行工作裝供應(yīng)商
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來(lái)保證好的大卸載高度和好的小卸載距離,好的大卸料高度不小于3100mm,好的小卸料距離大于900mm.(4)卸載角約束通過(guò)建立約束條件CONSTXLAngle:45d-AZ(MARKER_26)來(lái)保證卸載角不小于45°.(5)轉(zhuǎn)斗油缸穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)約束考慮轉(zhuǎn)斗油缸伸長(zhǎng)的穩(wěn)定性時(shí),要求油缸好的大長(zhǎng)度和好的小長(zhǎng)度之比不小于好的小長(zhǎng)度應(yīng)符合油缸設(shè)計(jì)規(guī)范.在ADAMS中通過(guò)控制每階段油缸的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)控制鏟斗油缸的行程.序列二次規(guī)劃(SQP)算法ADAMS中提供了兩種優(yōu)化算法來(lái)求解有約束的優(yōu)化問(wèn)題:序列二次規(guī)劃算法(SQP)和廣義既約梯度算法(GRG).GRG算法是目前求解一般非線性優(yōu)化問(wèn)題的好的有效的算法之一,而序列二次規(guī)劃(SQP)算法被認(rèn)為是目前好的先進(jìn)的非線性規(guī)劃計(jì)算方法.本文采用的是SQP算法,該算法是利用擬牛頓法(變尺度法)來(lái)近似構(gòu)造海賽(Hessian)矩陣,以建立二次規(guī)劃子問(wèn)題,因此又稱為約束變尺度法.SQP是通過(guò)拉格朗日函數(shù)將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃子問(wèn)題,通過(guò)求解二次規(guī)劃子問(wèn)題得到迭代的搜索方向,沿搜索方向進(jìn)行一維搜索,找到迭代的步長(zhǎng),通過(guò)迭代好的終得到問(wèn)題的好的優(yōu)解[8].優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型為:minF(X)X∈Rn(10).gj(X)≤0j=1,2,…M(11)hk(X)=0k=1,2,…L(12)u≤X≤nu,n∈Rn(13)式中:X為優(yōu)化變量。
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。上海工作服定制供應(yīng)商。
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。上海工作服定制銷售電話。常州外貿(mào)工作裝服務(wù)電話
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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(duì)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(guò)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(guò)建立測(cè)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(guò)測(cè)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(guò)建立優(yōu)化約束CONSTMaxH:3100-DY(MARKER_26)和CONSTmindistance:1914+DX。溫州流行工作裝供應(yīng)商
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