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提出了一種基于ADAMS的裝載機正轉八桿機構工作裝置的多目標優(yōu)化與仿真方法.基于虛擬樣機的優(yōu)化設計相對與計算機編程的優(yōu)化設計具有建模簡單、控制容易、可視性強、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工作裝置的受力模型,對各部件的受力情況進行分析.為便于分析和計算,我們做出如下假設:①假設卸載工況為對稱受載工況[7],由于工作裝置是對稱結構,故動臂兩側受到大小相等、方向相同的載荷作用;②不考慮機構運動存在的加速度對機構受力的影響,將該過程看作是一個受力平衡狀態(tài);③不考慮鏟斗、前車架與裝載機工作裝置各構件之間的關系,假設它們彼此互不影響.這樣就可以利用工作裝置一側的受力情況來代替整個工作裝置的受力情況.在進行工作裝置各構件受力的計算時,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)構件中的連接順序,依次求出各構件的受力.規(guī)定任何構件中力的符號以拉力為正,壓力為負.此時,工作裝置各構件的受力簡圖如圖2所示.以鏟斗為分離體,根據(jù)平衡原理可列出其靜力學平衡方程式,即:∑MA=0,PBcosα1(l5+l6)+Gl5=PBsinα1l7。 上海工作服定制上門服務。常州好看的工作裝電話

    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:均值標準差S=是t(n-1)分布的分位數(shù).好的水平是估計總體參數(shù)落在某一區(qū)間內(nèi)可能犯錯誤的概率,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)化設計虛擬樣機模型的建立與驗證基于以上的分析,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.利用機械系統(tǒng)動力學工程軟件ADAMS環(huán)境,創(chuàng)建的虛擬裝載機工作裝置樣機的優(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)化設計功能,可以將參數(shù)值設置為可以改變的變量[10],在分析過程中,只需改變樣機模型中有關參數(shù)值,軟件自帶的程序就可以自動地更新整個樣機模型.圖6虛擬樣機模型Virtualprototypemodel建模過程中需要在圖5中A～I各鉸點處根據(jù)真實坐標值創(chuàng)建POINT點,使用ADAMS的建模工具分別創(chuàng)建動臂、搖臂、鏟斗、連桿、動臂油缸和鏟斗油缸,并對三維模型進行裝配;然后在各鉸點處創(chuàng)建鉸接副,在動臂油缸、鏟斗油缸的活塞桿與缸筒之間建立圓柱副。常州好看的工作裝電話上海工作服定制圖片。

   自帶的拓撲優(yōu)化模塊進行優(yōu)化設計；(5)結合靜力學與模態(tài)分析對優(yōu)化后的模型進行驗證與修改。整個設計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臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機面重合，即好的大挖掘半徑位置；工況二：動臂油缸全部收縮，動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點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；工況三：三個工作油缸全部收縮位置；工況四：三個工作油缸均處于好的大作用力臂位置；工況五：動臂油缸全部收縮，斗桿油缸處于好的大作用力臂且動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖在一條直線的位置；工況六：動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)化得到的挖掘機工作裝置。此次發(fā)明的鮮明特點包括：(1)拓撲優(yōu)化相較于傳統(tǒng)的結構優(yōu)化方式具有設計靈活、操作簡單的特點。(2)本發(fā)明通過對修改后模型進行靜力學與動力學聯(lián)合分析驗證，可以更加好的的檢測到優(yōu)化后模型的工作性能，更為切合實際，通過反復的驗證和修改得到更加合理的挖掘機工作裝置。附圖說明圖1為工作裝置結構示意圖。

通過主菜單Simulate中的Design-Evaluation選項,彈出優(yōu)化設計對話框,并根據(jù)優(yōu)化要求進行設置,利用序列二次規(guī)劃算法進行多次迭代,優(yōu)化結果如表2所示.圖7給出了優(yōu)化前后鏟斗油缸的受力曲線圖.在曲線圖中橫坐標表示時間變化,縱坐標表示鏟斗油缸的受力變化,實線、虛線分別表示優(yōu)化前后鏟斗油缸的受力曲線.工作裝置的傳動角、卸載距離和卸載高度等均滿足設計要求,同時沖擊載荷峰值與原來相比降低了38%,優(yōu)化效果好的.5結論本文以裝載機工作裝置為主要研究對象,通過構建裝載機工作裝置的力學模型,確定了卸載過程中力的傳遞路徑和機理;然后利用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,通過試驗驗證與仿真分析相結合的方式,將優(yōu)化目標函數(shù)和約束函數(shù)進行合理規(guī)劃,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%.圖7卸載沖擊優(yōu)化結果與傳統(tǒng)優(yōu)化方法更注重工作裝置的平移性和自動放平性能相比。 上海工作服定制供應商。

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