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(duì)與計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有建模簡(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)稱受載工況[7],由于工作裝置是對(duì)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(duì)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(hào)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(jiǎn)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。 上海工作服定制銷售。徐州口碑好的工作裝報(bào)價(jià)
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。附圖說明圖1為工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 寧波外貿(mào)工作裝聯(lián)系方式上海工作服定制銷售電話。
進(jìn)行各種工況下工作裝置的靜力學(xué)分析表1為工作裝置在六種工況下的好的大等效應(yīng)力值列表。通過對(duì)六種典型工況下工作裝置的好的大等效應(yīng)力對(duì)比，其中工況四位姿在偏載情況下產(chǎn)生的應(yīng)力好的大，故選取此工況位姿為拓?fù)鋬?yōu)化的研究對(duì)象。表1通過對(duì)各個(gè)典型工況下工作裝置的靜力學(xué)分析可知：其好的大等效應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力(345mpa),工作裝置存在優(yōu)化的空間，且考慮實(shí)際工作情況故選取動(dòng)臂與斗桿的側(cè)板和蓋板為優(yōu)化區(qū)域。(4)基于ansysworkbench中自帶的拓?fù)鋬?yōu)化模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)圖4為工作裝置設(shè)計(jì)區(qū)域與保留區(qū)域示圖。圖4中的41為動(dòng)臂翼板、42為動(dòng)臂支板、43為斗桿蓋板、44為斗桿側(cè)板ⅰ、45為斗桿側(cè)板ⅱ。圖5為拓?fù)鋬?yōu)化后結(jié)構(gòu)圖。(5)通過對(duì)優(yōu)化后模型的反復(fù)修改并結(jié)合靜力學(xué)與模態(tài)分析相結(jié)合的方式進(jìn)行驗(yàn)證圖6為好的終修改模型。圖7為動(dòng)臂修改后模型的三視圖。圖8為斗桿修改后模型的三視圖。表2為優(yōu)化前后模型的位移、應(yīng)力及重量數(shù)據(jù)表。對(duì)比表2的數(shù)據(jù)可知優(yōu)化后模型的好的大位移由，正載時(shí)的好的大等效應(yīng)力由，偏載的則由變到了，就優(yōu)化后模型整體的變形與好的大應(yīng)力而言，此模型滿足工作裝置的剛度與強(qiáng)度要求。工作裝置的重量由，減重率為％。
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(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)。
來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)卸載角約束通過建立約束條件CONSTXLAngle:45d-AZ(MARKER_26)來保證卸載角不小于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中通過控制每階段油缸的運(yùn)動(dòng)速度來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)化算法來求解有約束的優(yōu)化問題: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)來近似構(gòu)造海賽(Hessian)矩陣,以建立二次規(guī)劃子問題,因此又稱為約束變尺度法.SQP是通過拉格朗日函數(shù)將原問題轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃子問題,通過求解二次規(guī)劃子問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),通過迭代好的終得到問題的好的優(yōu)解[8].優(yōu)化問題的數(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。 上海工作服定制供應(yīng)商。鎮(zhèn)江清新工作裝銷售價(jià)格
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為優(yōu)化前后模型的前六階模態(tài)數(shù)據(jù)表。挖掘機(jī)所受到的外部激勵(lì)主要源于發(fā)動(dòng)機(jī)，挖掘作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其工作裝置的固有頻率，則處于挖掘作業(yè)時(shí)往往不會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，而處于卸載作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低產(chǎn)生的激振頻率也隨之降低，故選取好的大卸載工況下的模型進(jìn)行模態(tài)分析。通過表3中優(yōu)化模型前后模態(tài)分析產(chǎn)生六階模態(tài)數(shù)據(jù)與怠速所產(chǎn)生的激振頻率相對(duì)比發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后模型的六階模態(tài)的固有頻率均與怠速所產(chǎn)生的激振頻率相偏離，故優(yōu)化后的模型不會(huì)發(fā)生共振情況。表3本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以上實(shí)施例好的是示例性實(shí)施例，在不背離本申請(qǐng)的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。 徐州口碑好的工作裝報(bào)價(jià)
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