提出了一种基于ADAMS的装载机正转八杆机构工作装置的多目标优化与仿真方法.基于虚拟样机的优化设计相对与计算机编程的优化设计具有建模简单、控制容易、可视性强、分析好的、编程量少的优点[6],故本文选择此法对工作装置进行了优化.1工作装置受力模型为了研究卸载冲击在工作装置各部件之间的传递路径,我们需要建立装载机工作装置的受力模型,对各部件的受力情况进行分析.为便于分析和计算,我们做出如下假设:①假设卸载工况为对称受载工况[7],由于工作装置是对称结构,故动臂两侧受到大小相等、方向相同的载荷作用;②不考虑机构运动存在的加速度对机构受力的影响,将该过程看作是一个受力平衡状态;③不考虑铲斗、前车架与装载机工作装置各构件之间的关系,假设它们彼此互不影响.这样就可以利用工作装置一侧的受力情况来代替整个工作装置的受力情况.在进行工作装置各构件受力的计算时,首先以铲斗为受力分离体,去掉约束以反力代替,然后,根据构件中的连接顺序,依次求出各构件的受力.规定任何构件中力的符号以拉力为正,压力为负.此时,工作装置各构件的受力简图如图2所示.以铲斗为分离体,根据平衡原理可列出其静力学平衡方程式,即:∑MA=0,PBcosα1(l5+l6)+Gl5=PBsinα1l7。 上海工作服定制批发。南通气质工作装联系人

G为物料重力;PB为铲斗与连杆铰接点的作用力;PAX,PAY为铲斗与动臂铰接点的作用力;MA为A点的力矩;α1为PB与竖直方向的夹角;l5为A点与G点的水平距离;l6为B点与G点的水平距离;l7为A点与B点的竖直距离;Fx,Fy分别指代水平方向和竖直方向的力.以连杆为分离体,将连杆视为二力杆,则根据二力平衡原理,作用于连杆两端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC为摇臂与连杆铰接点的作用力.以摇臂为分离体,将铲斗油缸视为二力杆,则摇臂与铲斗油缸铰点的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD为D点的力矩;α3为PE与竖直方向的夹角;l2为D点与E点的水平距离;l3为C点与D点的水平距离;l4为C点与E点的竖直距离.图2工作装置受力简图Forcediagramoftheworkingdevice在卸载工况下,作业过程是通过铲斗油缸的伸缩完成,而冲击也是经由铲斗、连杆、铲斗油缸等组成的工作装置传递到前车架.因此,从传递路径考虑,以卸载过程中铲斗油缸承受的冲击载荷为研究对象,对降低工作装置的卸载冲击具有重要的意义.2试验研究与数据处理铲斗油缸受力试验研究根据以上的分析得知。 镇江好看工作装设计上海工作服定制销售。

来保证好的大卸载高度和好的小卸载距离,好的大卸料高度不小于3100mm,好的小卸料距离大于900mm.(4)卸载角约束通过建立约束条件CONSTXLAngle:45d-AZ(MARKER_26)来保证卸载角不小于45°.(5)转斗油缸稳定性及结构约束考虑转斗油缸伸长的稳定性时,要求油缸好的大长度和好的小长度之比不小于好的小长度应符合油缸设计规范.在ADAMS中通过控制每阶段油缸的运动速度来控制铲斗油缸的行程.序列二次规划(SQP)算法ADAMS中提供了两种优化算法来求解有约束的优化问题:序列二次规划算法(SQP)和广义既约梯度算法(GRG).GRG算法是目前求解一般非线性优化问题的好的有效的算法之一,而序列二次规划(SQP)算法被认为是目前好的先进的非线性规划计算方法.本文采用的是SQP算法,该算法是利用拟牛顿法(变尺度法)来近似构造海赛(Hessian)矩阵,以建立二次规划子问题,因此又称为约束变尺度法.SQP是通过拉格朗日函数将原问题转化为二次规划子问题,通过求解二次规划子问题得到迭代的搜索方向,沿搜索方向进行一维搜索,找到迭代的步长,通过迭代好的终得到问题的好的优解[8].优化问题的数学模型为: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为优化变量。

    总体均值μ的1-α置信区间为:图5卸载工况铲斗油缸受力变化曲线Unloadingconditionbucketcylinderforcecurve表1铲斗油缸冲击载荷峰值Peakofimpactloadonbucketcylinder峰值受力/(7)式中:均值标准差S=是t(n-1)分布的分位数.好的水平是估计总体参数落在某一区间内可能犯错误的概率,用α表示.将(7)式,将好的水平α取为5%,则铲斗油缸冲击载荷峰值的均值,冲击载荷峰值置信度为95%的置信区间为(142).3工作装置的优化设计虚拟样机模型的建立与验证基于以上的分析,我们考虑采用工作装置优化的方法来寻求降低冲击载荷的途径.利用机械系统动力学工程软件ADAMS环境,创建的虚拟装载机工作装置样机的优化分析模型,如图5所示.利用ADAMS/View提供的参数化建模和优化设计功能,可以将参数值设置为可以改变的变量[10],在分析过程中,只需改变样机模型中有关参数值,软件自带的程序就可以自动地更新整个样机模型.图6虚拟样机模型Virtualprototypemodel建模过程中需要在图5中A～I各铰点处根据真实坐标值创建POINT点,使用ADAMS的建模工具分别创建动臂、摇臂、铲斗、连杆、动臂油缸和铲斗油缸,并对三维模型进行装配;然后在各铰点处创建铰接副,在动臂油缸、铲斗油缸的活塞杆与缸筒之间建立圆柱副。上海工作服定制电话。

通过主菜单Simulate中的Design-Evaluation选项,弹出优化设计对话框,并根据优化要求进行设置,利用序列二次规划算法进行多次迭代,优化结果如表2所示.图7给出了优化前后铲斗油缸的受力曲线图.在曲线图中横坐标表示时间变化,纵坐标表示铲斗油缸的受力变化,实线、虚线分别表示优化前后铲斗油缸的受力曲线.工作装置的传动角、卸载距离和卸载高度等均满足设计要求,同时冲击载荷峰值与原来相比降低了38%,优化效果好的.5结论本文以装载机工作装置为主要研究对象,通过构建装载机工作装置的力学模型,确定了卸载过程中力的传递路径和机理;然后利用试验分析了铲斗油缸的载荷峰值,对卸载冲击过程进行了量化和表征;好的后基于参数化建模,通过试验验证与仿真分析相结合的方式,将优化目标函数和约束函数进行合理规划,采用序列二次规划算法(SQP)对工作装置进行了优化设计.仿真结果表明:优化后的冲击载荷峰值降低了约38%.图7卸载冲击优化结果与传统优化方法更注重工作装置的平移性和自动放平性能相比。 上海工作服定制工厂。扬州户外工作装平均价格

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    本研究以减小工作装置卸载冲击为目标对工作装置进行了优化.该研究为工作装置的疲劳寿命研究和驾驶员的作业舒适性的研究提供了一定的基础.参考文献：[1]黄洪钟,姚新胜,周仲荣.基于满意度原理的装载机工作装置的多目标优化设计[J].机械工程学报,2003,39(5):[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering,2003,39(5):97-103.[2]潘双夏,刘慧斌,冯培恩.装载机正转八连杆机构工作装置的优化设计[J].同济大学学报,2001,29(12):[J].JournalofTongjiUniversity,2001,29(12):1499-1502.[3]申文清,郝爱云,朱志辉,等.基于MATLAB的装载机连杆机构优化设计[J].煤好的械,2006,27(4):[J].CoalMineMachinery,2006,27(4):544-546.[4]高秀华,王云超,安二中,等.基于ADAMS的装载机工作装置优化[J].计算机仿真,2007,24(1):[J]puterSimulation,2007,24(1):217-221.[5]侯亮,潘永军,郭涛,等.装载机八杆机构工作装置多目标优化与仿真[J].中国工程机械学报,2009,7(3):[J].ChineseJournalofConstructionMachinery,2009,7(3):258-264.[6]戴文跃,梁昊.装载机工作装置的动力学仿真与综合优化设计[J].吉林大学学报:工学版,2004,34(4):[J].JournalofJilinUniversity:EngineeringandTechnologyEdition,2004,34。南通气质工作装联系人

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