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)卸載過程中載荷的急劇變化會對車體產(chǎn)生劇烈沖擊,導(dǎo)致舒適性下降,同時會降低部件的壽命,因此對卸載沖擊進(jìn)行研究,擬通過對工作裝置的優(yōu)化設(shè)計來降低該沖擊.首先構(gòu)建了工作裝置各部件的力學(xué)模型,分析了卸載過程中力的傳遞路徑和機(jī)理;通過試驗分析了鏟斗油缸的載荷峰值,對卸載沖擊過程進(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)對工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計.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)場所的鏟土運輸機(jī)械,其主要功能是對松散物料進(jìn)行鏟裝及短距離運輸作業(yè).裝載機(jī)的工作裝置是用于實現(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,動臂油缸不動,工作裝置依靠鏟斗油缸的伸縮使鏟斗繞其與動臂的鉸點轉(zhuǎn)動,完成物料的裝載和卸載.在卸載過程中。上海工作服定制銷售?？诒玫墓ぷ餮b聯(lián)系人
該鉸點受力即可反映鏟斗油缸的受力.建立約束設(shè)計變量的任何一組值,都是一個“設(shè)計方案”,所謂“好的優(yōu)設(shè)計”實際是滿足某些設(shè)定限制條件的設(shè)計方案中好的好的設(shè)計方案.這些限制總稱為“設(shè)計約束”.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)計中要給出各設(shè)計變量的允許變化范圍.本文設(shè)定每個坐標(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)傳動角約束為了提高傳動效率,防止機(jī)構(gòu)鎖死,要求在整個運動過程中,各個傳動角在10°～170°之間變化.故在ADAMS中,須施加傳動角約束,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。蘇州外貿(mào)工作裝批量定制上海工作服定制樣冊。
為優(yōu)化前后模型的前六階模態(tài)數(shù)據(jù)表。挖掘機(jī)所受到的外部激勵主要源于發(fā)動機(jī)，挖掘作業(yè)時發(fā)動機(jī)全速運轉(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)時往往不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象，而處于卸載作業(yè)時發(fā)動機(jī)處于怠速狀態(tài)，其發(fā)動機(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，以上實施例好的是示例性實施例，在不背離本申請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。
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利用IF函數(shù)和STEP函數(shù)表達(dá)式,根據(jù)設(shè)計要求確定動臂油缸和鏟斗油缸的運動規(guī)律并施加載荷,使活塞桿實現(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)計點工作裝置的鉸點中B,C,D,E,F,G6個鉸點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個關(guān)鍵點的橫縱坐標(biāo)依次參數(shù)化.同時考慮到鏟斗油缸的運動速度對其受力影響較大,故將鏟斗油缸的運動速度也進(jìn)行參數(shù)化,共生成13個設(shè)計變量.好的后根據(jù)裝載機(jī)設(shè)計要求確定每個設(shè)計變量的取值范圍.確定目標(biāo)函數(shù)設(shè)計規(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個目標(biāo)函數(shù);gi(x)為第i個約束函數(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。上海工作服定制批發(fā)。好看工作裝聯(lián)系人
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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)計相對與計算機(jī)編程的優(yōu)化設(shè)計具有建模簡單、控制容易、可視性強(qiáng)、分析好的、編程量少的優(yōu)點[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)運動存在的加速度對機(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)件受力的計算時,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,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。 口碑好的工作裝聯(lián)系人
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