為挖掘機工作工程示意圖。圖3為工作裝置結構分析中的六種工況位姿圖。圖4為工作裝置設計區域與保留區域示圖。圖5為拓撲優化后結構圖。圖6為好的終修改模型。圖7為動臂修改后模型的三視圖,其中,a)為主視圖,b)為左視圖,c)為右視圖。圖8為斗桿修改后模型的三視圖,其中,a)為主視圖,b)為左視圖,c)為右視圖。具體實施方式下面的實施例可以使本領域技術人員更好的地理解本發明,但不以任何方式限制本發明。挖掘機在工作時會遇到很多突好的況,研究時應結合動力學與靜力學相結合的方式來進行優化模型的分析驗證。本發明的優化挖掘機工作裝置的方法主要包括以下步驟:(1)建立挖掘機工作裝置的各個部件并組裝模型;(2)多種典型工況的選取;(3)通過軟件ansysworkbench進行各種工況下工作裝置的靜力學分析;(4)基于ansysworkbench中自帶的拓撲優化模塊進行優化設計;(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。下面結合具體的實例進行說明。(1)建立挖掘機工作裝置的各個部件并組裝模型圖1為工作裝置結構示意圖。 上海工作服定制價格咨詢。寧波流行工作裝銷售廠家
本發明涉及機械領域,更具體地,設計了一種在滿足工程機械的強度、剛度以及穩定性的前提下的挖掘機工作裝置。背景技術:隨著先進制造技術和新材料及其成形技術的迅猛發展,節能、減材、環保已成為當今機械制造業發展的目標。拓撲優化在挖掘機工作裝置的應用上,國內大量學者進行了大量研究工作。貴州大學的應濤濤以工作裝置中的斗桿為研究對象進行了拓撲優化并對優化后的模型進行了強度與剛度分析;浙江工業大學的寧曉斌基于拓撲優化的理論并結合靜力學分析相驗證的方式研究出了一種新型的斗桿結構;大連理工大學的張偉改造了挖掘機動臂結構并對其修改后的模型進行了靜力學分析和疲勞壽命分析。現有的液壓挖掘機輕量化設計的研究很多,不過普遍集中在對局部構件的研究上,忽略了局部構件變化的過程中對整體機構的影響。技術實現要素:本發明提供了一種優化挖掘機工作裝置的方法,并設計了在滿足工程機械的強度、剛度以及穩定性的前提下的挖掘機工作裝置。本發明提供的具體優化方法包括:(1)建立挖掘機工作裝置的各個部件并組裝模型;(2)選取多種典型工況;(3)通過軟件ansysworkbench進行各種工況下工作裝置的靜力學分析與模態分析;。寧波流行工作裝銷售廠家上海工作服定制供應商。
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。
通過主菜單Simulate中的Design-Evaluation選項,彈出優化設計對話框,并根據優化要求進行設置,利用序列二次規劃算法進行多次迭代,優化結果如表2所示.圖7給出了優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;好的后基于參數化建模,通過試驗驗證與仿真分析相結合的方式,將優化目標函數和約束函數進行合理規劃,采用序列二次規劃算法(SQP)對工作裝置進行了優化設計.仿真結果表明:優化后的沖擊載荷峰值降低了約38%.圖7卸載沖擊優化結果與傳統優化方法更注重工作裝置的平移性和自動放平性能相比。 上海工作服定制銷售電話。
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。上海工作服定制上門服務。寧波流行工作裝銷售廠家
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