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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化與仿真方法.基于虛擬樣機的優化設計相對與計算機編程的優化設計具有建模簡單、控制容易、可視性強、分析好的、編程量少的優點[6],故本文選擇此法對工作裝置進行了優化.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;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,根據構件中的連接順序,依次求出各構件的受力.規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,根據平衡原理可列出其靜力學平衡方程式,即:∑MA=0,PBcosα1(l5+l6)+Gl5=PBsinα1l7。 鹽城寬松工作裝批量定制上海工作服定制樣冊。
總體均值μ的1-α置信區間為: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.好的水平是估計總體參數落在某一區間內可能犯錯誤的概率,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%的置信區間為(142).3工作裝置的優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化的方法來尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機械系統動力學工程軟件ADAMS環境,創建的虛擬裝載機工作裝置樣機的優化分析模型,如圖5所示.利用ADAMS/View提供的參數化建模和優化設計功能,可以將參數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各鉸點處根據真實坐標值創建POINT點,使用ADAMS的建模工具分別創建動臂、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。
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生的應力好的大，故選取此工況位姿為拓撲優化的研究對象。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化區域。(4)基于ansysworkbench中自帶的拓撲優化模塊進行優化設計圖4為工作裝置設計區域與保留區域示圖。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為拓撲優化后結構圖。(5)通過對優化后模型的反復修改并結合靜力學與模態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為優化前后模型的位移、應力及重量數據表。對比表2的數據可知優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％。 上海工作服定制供應商。
利用IF函數和STEP函數表達式,根據設計要求確定動臂油缸和鏟斗油缸的運動規律并施加載荷,使活塞桿實現伸縮,以模擬卸載工況.經過仿真分析得到鏟斗油缸沖擊載荷為151140N,位于.工作裝置的優化研究參數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,考慮到優化的目標為鏟斗油缸的受力變化,利用ADAMS的參數化功能將這6個關鍵點的橫縱坐標依次參數化.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化,共生成13個設計變量.好的后根據裝載機設計要求確定每個設計變量的取值范圍.確定目標函數設計規劃中的很多問題都是多目標優化問題.多目標優化問題的數學描述由目標函數、決策變量、約束條件組成.一般多目標優化數學描述如下:(8)式中:x為優化變量;f(x)為目標函數的總體加權值;fi(x)為第i個目標函數;gi(x)為第i個約束函數;u和l分別為優化變量取值范圍的好的大值和好的小值;En意為u和l數值取自實數空間.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化目標,通過對工作裝置的受力分析可知。上海工作服定制銷售電話。常州口碑好的工作裝銷售廠家
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自帶的拓撲優化模塊進行優化設計；(5)結合靜力學與模態分析對優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。本發明還提供了通過上述方法優化得到的挖掘機工作裝置。此次發明的鮮明特點包括：(1)拓撲優化相較于傳統的結構優化方式具有設計靈活、操作簡單的特點。(2)本發明通過對修改后模型進行靜力學與動力學聯合分析驗證，可以更加好的的檢測到優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。 杭州簡單工作裝聯系人
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