我們需要對卸載過程中鏟斗油缸承受的沖擊載荷進行研究.通過測量液壓油缸有桿腔和無桿腔的壓力,并利用油缸和活塞桿的尺寸可以間接計算得到液壓缸的受力大小.其原理如圖3所示,設鏟斗油缸有桿腔壓力為p1,無桿腔壓力為p2,活塞桿直徑為d,油缸內(nèi)徑為D,則活塞桿的受力大小F為:(6)圖3液壓缸受力間接計算簡圖Cylinderforceindirectcalculationdiagram將壓力傳感器安裝在鏟斗油缸的進油口和回油口來測試裝載機卸載工況下有桿腔和無桿腔的壓力.傳感器安裝現(xiàn)場如圖4所示.圖4振動測試基本原理圖Basicprincipleofvibrationtest振動測試的基本原理見圖4,由加速度傳感器將加速度信號轉換成電信號輸入振動分析設備上,然后由計算機軟件記錄所有的電壓值,完成對各測點數(shù)據(jù)的采集,試驗共進行了5次.通過式(6)計算得到鏟斗油缸在卸載工況下的受力變化,如圖5所示,5次試驗的沖擊載荷峰值如表1所示.基于小樣本方法的區(qū)間估計通過試驗得到的樣本,還需要根據(jù)一定的正確度與精確度的要求,構造出適當?shù)膮^(qū)間,以作為參數(shù)的真值所在范圍的估計.依據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的方法[9],假設總體X服從正態(tài)分布N(μ,σ2),x1,x2,…,xN為X的一個小樣本,則在總體方差未知的情況下。上海工作服定制上門服務。溫州外貿(mào)工作裝電話
利用IF函數(shù)和STEP函數(shù)表達式,根據(jù)設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個關鍵點的橫縱坐標依次參數(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行參數(shù)化,共生成13個設計變量.好的后根據(jù)裝載機設計要求確定每個設計變量的取值范圍.確定目標函數(shù)設計規(guī)劃中的很多問題都是多目標優(yōu)化問題.多目標優(yōu)化問題的數(shù)學描述由目標函數(shù)、決策變量、約束條件組成.一般多目標優(yōu)化數(shù)學描述如下:(8)式中:x為優(yōu)化變量;f(x)為目標函數(shù)的總體加權值;fi(x)為第i個目標函數(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.本文采用主要目標法,主要目標法是選擇一個目標作為主要目標,將其他目標轉化成約束條件.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為優(yōu)化目標,通過對工作裝置的受力分析可知。鎮(zhèn)江寬松工作裝聯(lián)系人上海工作服定制樣冊。
基于工作裝置優(yōu)化的裝載機卸載沖擊研究基于工作裝置優(yōu)化的裝載機卸載沖擊研究史英良,侯亮,祝青園,翟繼盾,卜祥建(廈門大學機電工程系福建廈門361005)摘要：裝載機卸載過程中載荷的急劇變化會對車體產(chǎn)生劇烈沖擊,導致舒適性下降,同時會降低部件的壽命,因此對卸載沖擊進行研究,擬通過對工作裝置的優(yōu)化設計來降低該沖擊.首先構建了工作裝置各部件的力學模型,分析了卸載過程中力的傳遞路徑和機理;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)對工作裝置進行了優(yōu)化設計.仿真結果表明: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.關鍵詞：卸載沖擊;工作裝置;ADAMS;序列二次規(guī)劃算法;優(yōu)化輪式裝載機是一種廣泛應用于公路、鐵路、港口、碼頭和礦山等工程和城市建設場所的鏟土運輸機械,其主要功能是對松散物料進行鏟裝及短距離運輸作業(yè).裝載機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構,其結構如圖1所示.裝載機在作業(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動,完成物料的裝載和卸載.在卸載過程中。
進行各種工況下工作裝置的靜力學分析表1為工作裝置在六種工況下的好的大等效應力值列表。通過對六種典型工況下工作裝置的好的大等效應力對比，其中工況四位姿在偏載情況下產(chǎn)生的應力好的大，故選取此工況位姿為拓撲優(yōu)化的研究對象。表1通過對各個典型工況下工作裝置的靜力學分析可知：其好的大等效應力遠遠小于材料的許用應力(345mpa),工作裝置存在優(yōu)化的空間，且考慮實際工作情況故選取動臂與斗桿的側板和蓋板為優(yōu)化區(qū)域。(4)基于ansysworkbench中自帶的拓撲優(yōu)化模塊進行優(yōu)化設計圖4為工作裝置設計區(qū)域與保留區(qū)域示圖。圖4中的41為動臂翼板、42為動臂支板、43為斗桿蓋板、44為斗桿側板ⅰ、45為斗桿側板ⅱ。圖5為拓撲優(yōu)化后結構圖。(5)通過對優(yōu)化后模型的反復修改并結合靜力學與模態(tài)分析相結合的方式進行驗證圖6為好的終修改模型。圖7為動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、應力及重量數(shù)據(jù)表。對比表2的數(shù)據(jù)可知優(yōu)化后模型的好的大位移由，正載時的好的大等效應力由，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力而言，此模型滿足工作裝置的剛度與強度要求。工作裝置的重量由，減重率為％。 上海工作服定制哪家好。
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)轉斗油缸穩(wěn)定性及結構約束考慮轉斗油缸伸長的穩(wěn)定性時,要求油缸好的大長度和好的小長度之比不小于好的小長度應符合油缸設計規(guī)范.在ADAMS中通過控制每階段油缸的運動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)算法被認為是目前好的先進的非線性規(guī)劃計算方法.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,沿搜索方向進行一維搜索,找到迭代的步長,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。 上海工作服定制圖片。溫州外貿(mào)工作裝平均價格
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該鉸點受力即可反映鏟斗油缸的受力.建立約束設計變量的任何一組值,都是一個“設計方案”,所謂“好的優(yōu)設計”實際是滿足某些設定限制條件的設計方案中好的好的設計方案.這些限制總稱為“設計約束”.根據(jù)裝載機的工作條件,在ADAMS環(huán)境下,從以下幾個方面對優(yōu)化模型進行約束.(1)變量取值范圍約束根據(jù)裝載機尺寸和工作機構布置要求,合理設計中要給出各設計變量的允許變化范圍.本文設定每個坐標變量的變化范圍為-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,防止機構鎖死,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。溫州外貿(mào)工作裝電話
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