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(yōu)化與仿真方法.基于虛擬樣機的優(yōu)化設計相對與計算機編程的優(yōu)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(yōu)點[6],故本文選擇此法對工作裝置進行了優(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(tài);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(guī)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。 上海工作服定制價格咨詢。寧波好看的工作裝設計

    該鉸點受力即可反映鏟斗油缸的受力.建立約束設計變量的任何一組值,都是一個“設計方案”,所謂“好的優(yōu)設計”實際是滿足某些設定限制條件的設計方案中好的好的設計方案.這些限制總稱為“設計約束”.根據裝載機的工作條件,在ADAMS環(huán)境下,從以下幾個方面對優(yōu)化模型進行約束.(1)變量取值范圍約束根據裝載機尺寸和工作機構布置要求,合理設計中要給出各設計變量的允許變化范圍.本文設定每個坐標變量的變化范圍為-10～+10mm,油缸速度的變化范圍為-20～+20mm·s-1.(2)傳動角約束為了提高傳動效率,防止機構鎖死,要求在整個運動過程中,各個傳動角在10°～170°之間變化.故在ADAMS中,須施加傳動角約束,即:(9)通過建立測量FUNCTION_MEA_1創(chuàng)建約束OPT_CONSTRAINT_1(10°≤∠BEF),表達式為:10d-INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51);通過測量FUNCTION_MEA_2可創(chuàng)建約束OPT_CONSTRAINT_2(∠BEF≤170°),表達式為:INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51)-170d.同理可創(chuàng)建約束實現(xiàn)10°≤∠GFE≤170°,10°≤∠BCD≤170°.(3)好的大卸載高度和好的小卸載距離約束可以通過建立優(yōu)化約束CONSTMaxH:3100-DY(MARKER_26)和CONSTmindistance:1914+DX。泰州外貿工作裝聯(lián)系人上海工作服定制電話。

    載荷的急劇變化會對裝載機車體產生劇烈沖擊,導致舒適性下降,同時會降低部件的壽命.目前,對裝載機工作裝置的研究都集中在如何提高其平移性和自動放平性能方面,而對工作裝置卸載過程中所受沖擊的研究較少.因此,以減小卸載工況下工作裝置所受沖擊為目標對工作裝置進行優(yōu)化,對提高駕駛員的作業(yè)舒適性,延長部件使用壽命具有重要的意義.圖1裝置機工作裝置Loaderworkingdevice裝載機工作裝置的優(yōu)化方法大致可分為兩類:(1)基于計算機編程的優(yōu)化設計.黃洪鐘[1]等給出了集神經網絡、遺傳算法于一體的裝載機工作裝置多目標滿意優(yōu)化算法;潘雙夏[2]等應用優(yōu)化軟件Prodopt采用仿生物進化方法對裝載機的正轉八連桿機構進行了多目標優(yōu)化;申文清[3]等建立了反轉六連桿機構的數學模型,并使用MATLAB軟件編程對數學模型進行了優(yōu)化研究.(2)基于虛擬樣機的參數化優(yōu)化設計.高秀華[4]等基于機械系統(tǒng)動力學軟件ADAMS對裝載機工作裝置中的各主要桿件進行了參數化,創(chuàng)建了裝載機工作裝置的虛擬樣機優(yōu)化模型。

    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(qū)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(qū)間為(142).3工作裝置的優(yōu)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(yōu)化的方法來尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機械系統(tǒng)動力學工程軟件ADAMS環(huán)境,創(chuàng)建的虛擬裝載機工作裝置樣機的優(yōu)化分析模型,如圖5所示.利用ADAMS/View提供的參數化建模和優(yōu)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(chuàng)建POINT點,使用ADAMS的建模工具分別創(chuàng)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(chuàng)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。上海工作服定制工廠。

    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(guī)律并施加載荷,使活塞桿實現(xiàn)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(yōu)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(yōu)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(guī)劃中的很多問題都是多目標優(yōu)化問題.多目標優(yōu)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(yōu)化數學描述如下:(8)式中:x為優(yōu)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(yōu)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(yōu)化目標,通過對工作裝置的受力分析可知。上海工作服定制供應商。淮安好看工作裝報價

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