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(jì)相對(duì)與計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有建模簡(jiǎn)單、控制容易、可視性強(qiáng)、分析好的、編程量少的優(yōu)點(diǎn)[6],故本文選擇此法對(duì)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(duì)各部件的受力情況進(jìn)行分析.為便于分析和計(jì)算,我們做出如下假設(shè):①假設(shè)卸載工況為對(duì)稱受載工況[7],由于工作裝置是對(duì)稱結(jié)構(gòu),故動(dòng)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(yùn)動(dòng)存在的加速度對(duì)機(jī)構(gòu)受力的影響,將該過(guò)程看作是一個(gè)受力平衡狀態(tài);③不考慮鏟斗、前車(chē)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(lái)代替整個(gè)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(jì)算時(shí),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(hào)以拉力為正,壓力為負(fù).此時(shí),工作裝置各構(gòu)件的受力簡(jiǎn)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。 上海工作服定制批發(fā)。南通氣質(zhì)工作裝聯(lián)系人

G為物料重力;PB為鏟斗與連桿鉸接點(diǎn)的作用力;PAX,PAY為鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)的作用力;MA為A點(diǎn)的力矩;α1為PB與豎直方向的夾角;l5為A點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離;l6為B點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離;l7為A點(diǎn)與B點(diǎn)的豎直距離;Fx,Fy分別指代水平方向和豎直方向的力.以連桿為分離體,將連桿視為二力桿,則根據(jù)二力平衡原理,作用于連桿兩端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC為搖臂與連桿鉸接點(diǎn)的作用力.以搖臂為分離體,將鏟斗油缸視為二力桿,則搖臂與鏟斗油缸鉸點(diǎn)的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD為D點(diǎn)的力矩;α3為PE與豎直方向的夾角;l2為D點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離;l3為C點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離;l4為C點(diǎn)與E點(diǎn)的豎直距離.圖2工作裝置受力簡(jiǎn)圖Forcediagramoftheworkingdevice在卸載工況下,作業(yè)過(guò)程是通過(guò)鏟斗油缸的伸縮完成,而沖擊也是經(jīng)由鏟斗、連桿、鏟斗油缸等組成的工作裝置傳遞到前車(chē)架.因此,從傳遞路徑考慮,以卸載過(guò)程中鏟斗油缸承受的沖擊載荷為研究對(duì)象,對(duì)降低工作裝置的卸載沖擊具有重要的意義.2試驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)處理鏟斗油缸受力試驗(yàn)研究根據(jù)以上的分析得知。 鎮(zhèn)江好看工作裝設(shè)計(jì)上海工作服定制銷售。

來(lái)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(guò)建立約束條件CONSTXLAngle:45d-AZ(MARKER_26)來(lái)保證卸載角不小于45°.(5)轉(zhuǎn)斗油缸穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)約束考慮轉(zhuǎn)斗油缸伸長(zhǎng)的穩(wěn)定性時(shí),要求油缸好的大長(zhǎng)度和好的小長(zhǎng)度之比不小于好的小長(zhǎng)度應(yīng)符合油缸設(shè)計(jì)規(guī)范.在ADAMS中通過(guò)控制每階段油缸的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)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(lái)求解有約束的優(yōu)化問(wèn)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(wèn)題的好的有效的算法之一,而序列二次規(guī)劃(SQP)算法被認(rèn)為是目前好的先進(jìn)的非線性規(guī)劃計(jì)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(lái)近似構(gòu)造海賽(Hessian)矩陣,以建立二次規(guī)劃子問(wèn)題,因此又稱為約束變尺度法.SQP是通過(guò)拉格朗日函數(shù)將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃子問(wèn)題,通過(guò)求解二次規(guī)劃子問(wèn)題得到迭代的搜索方向,沿搜索方向進(jìn)行一維搜索,找到迭代的步長(zhǎng),通過(guò)迭代好的終得到問(wèn)題的好的優(yōu)解[8].優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)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。

    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(biāo)準(zhǔn)差S=是t(n-1)分布的分位數(shù).好的水平是估計(jì)總體參數(shù)落在某一區(qū)間內(nèi)可能犯錯(cuò)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(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)模型的建立與驗(yàn)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(lái)尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)工程軟件ADAMS環(huán)境,創(chuàng)建的虛擬裝載機(jī)工作裝置樣機(jī)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(shè)計(jì)功能,可以將參數(shù)值設(shè)置為可以改變的變量[10],在分析過(guò)程中,只需改變樣機(jī)模型中有關(guān)參數(shù)值,軟件自帶的程序就可以自動(dòng)地更新整個(gè)樣機(jī)模型.圖6虛擬樣機(jī)模型Virtualprototypemodel建模過(guò)程中需要在圖5中A～I(xiàn)各鉸點(diǎn)處根據(jù)真實(shí)坐標(biāo)值創(chuàng)建POINT點(diǎn),使用ADAMS的建模工具分別創(chuàng)建動(dòng)臂、搖臂、鏟斗、連桿、動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸,并對(duì)三維模型進(jìn)行裝配;然后在各鉸點(diǎn)處創(chuàng)建鉸接副,在動(dòng)臂油缸、鏟斗油缸的活塞桿與缸筒之間建立圓柱副。上海工作服定制電話。

通過(guò)主菜單Simulate中的Design-Evaluation選項(xiàng),彈出優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)話框,并根據(jù)優(yōu)化要求進(jìn)行設(shè)置,利用序列二次規(guī)劃算法進(jìn)行多次迭代,優(yōu)化結(jié)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(biāo)表示時(shí)間變化,縱坐標(biāo)表示鏟斗油缸的受力變化,實(shí)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(dòng)角、卸載距離和卸載高度等均滿足設(shè)計(jì)要求,同時(shí)沖擊載荷峰值與原來(lái)相比降低了38%,優(yōu)化效果好的.5結(jié)論本文以裝載機(jī)工作裝置為主要研究對(duì)象,通過(guò)構(gòu)建裝載機(jī)工作裝置的力學(xué)模型,確定了卸載過(guò)程中力的傳遞路徑和機(jī)理;然后利用試驗(yàn)分析了鏟斗油缸的載荷峰值,對(duì)卸載沖擊過(guò)程進(jìn)行了量化和表征;好的后基于參數(shù)化建模,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證與仿真分析相結(jié)合的方式,將優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)進(jìn)行合理規(guī)劃,采用序列二次規(guī)劃算法(SQP)對(duì)工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).仿真結(jié)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(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化方法更注重工作裝置的平移性和自動(dòng)放平性能相比。 上海工作服定制工廠。揚(yáng)州戶外工作裝平均價(jià)格

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    本研究以減小工作裝置卸載沖擊為目標(biāo)對(duì)工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化.該研究為工作裝置的疲勞壽命研究和駕駛員的作業(yè)舒適性的研究提供了一定的基礎(chǔ).參考文獻(xiàn)：[1]黃洪鐘,姚新勝,周仲榮.基于滿意度原理的裝載機(jī)工作裝置的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2003,39(5):[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering,2003,39(5):97-103.[2]潘雙夏,劉慧斌,馮培恩.裝載機(jī)正轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,29(12):[J].JournalofTongjiUniversity,2001,29(12):1499-1502.[3]申文清,郝愛(ài)云,朱志輝,等.基于MATLAB的裝載機(jī)連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤好的械,2006,27(4):[J].CoalMineMachinery,2006,27(4):544-546.[4]高秀華,王云超,安二中,等.基于ADAMS的裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)仿真,2007,24(1):[J]puterSimulation,2007,24(1):217-221.[5]侯亮,潘永軍,郭濤,等.裝載機(jī)八桿機(jī)構(gòu)工作裝置多目標(biāo)優(yōu)化與仿真[J].中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào),2009,7(3):[J].ChineseJournalofConstructionMachinery,2009,7(3):258-264.[6]戴文躍,梁昊.裝載機(jī)工作裝置的動(dòng)力學(xué)仿真與綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版,2004,34(4):[J].JournalofJilinUniversity:EngineeringandTechnologyEdition,2004,34。南通氣質(zhì)工作裝聯(lián)系人

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