基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究史英良,侯亮,祝青園,翟繼盾,卜祥建(廈門(mén)大學(xué)機(jī)電工程系福建廈門(mén)361005)摘要：裝載機(jī)卸載過(guò)程中載荷的急劇變化會(huì)對(duì)車(chē)體產(chǎn)生劇烈沖擊,導(dǎo)致舒適性下降,同時(shí)會(huì)降低部件的壽命,因此對(duì)卸載沖擊進(jìn)行研究,擬通過(guò)對(duì)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低該沖擊.首先構(gòu)建了工作裝置各部件的力學(xué)模型,分析了卸載過(guò)程中力的傳遞路徑和機(jī)理;通過(guò)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,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%.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(chǔ).關(guān)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(jī)是一種廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、港口、碼頭和礦山等工程和城市建設(shè)場(chǎng)所的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,其主要功能是對(duì)松散物料進(jìn)行鏟裝及短距離運(yùn)輸作業(yè).裝載機(jī)的工作裝置是用于實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)的帶液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖1所示.裝載機(jī)在作業(yè)時(shí),動(dòng)臂油缸不動(dòng),工作裝置依靠鏟斗油缸的伸縮使鏟斗繞其與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),完成物料的裝載和卸載.在卸載過(guò)程中。上海工作服定制批發(fā)。連云港簡(jiǎn)單工作裝廠家報(bào)價(jià)

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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。

    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。上海工作服定制上門(mén)服務(wù)。

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。 上海工作服定制哪家好。蘇州氣質(zhì)工作裝報(bào)價(jià)

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   自帶的拓?fù)鋬?yōu)化模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；(5)結(jié)合靜力學(xué)與模態(tài)分析對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行驗(yàn)證與修改。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)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(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機(jī)面重合，即好的大挖掘半徑位置；工況二：動(dòng)臂油缸全部收縮，動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)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(gè)工作油缸全部收縮位置；工況四：三個(gè)工作油缸均處于好的大作用力臂位置；工況五：動(dòng)臂油缸全部收縮，斗桿油缸處于好的大作用力臂且動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖在一條直線的位置；工況六：動(dòng)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(guò)上述方法優(yōu)化得到的挖掘機(jī)工作裝置。此次發(fā)明的鮮明特點(diǎn)包括：(1)拓?fù)鋬?yōu)化相較于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式具有設(shè)計(jì)靈活、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。(2)本發(fā)明通過(guò)對(duì)修改后模型進(jìn)行靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)聯(lián)合分析驗(yàn)證，可以更加好的的檢測(cè)到優(yōu)化后模型的工作性能，更為切合實(shí)際，通過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證和修改得到更加合理的挖掘機(jī)工作裝置。附圖說(shuō)明圖1為工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 連云港簡(jiǎn)單工作裝廠家報(bào)價(jià)

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