载荷的急剧变化会对装载机车体产生剧烈冲击,导致舒适性下降,同时会降低部件的寿命.目前,对装载机工作装置的研究都集中在如何提高其平移性和自动放平性能方面,而对工作装置卸载过程中所受冲击的研究较少.因此,以减小卸载工况下工作装置所受冲击为目标对工作装置进行优化,对提高驾驶员的作业舒适性,延长部件使用寿命具有重要的意义.图1装置机工作装置Loaderworkingdevice装载机工作装置的优化方法大致可分为两类:(1)基于计算机编程的优化设计.黄洪钟[1]等给出了集神经网络、遗传算法于一体的装载机工作装置多目标满意优化算法;潘双夏[2]等应用优化软件Prodopt采用仿生物进化方法对装载机的正转八连杆机构进行了多目标优化;申文清[3]等建立了反转六连杆机构的数学模型,并使用MATLAB软件编程对数学模型进行了优化研究.(2)基于虚拟样机的参数化优化设计.高秀华[4]等基于机械系统动力学软件ADAMS对装载机工作装置中的各主要杆件进行了参数化,创建了装载机工作装置的虚拟样机优化模型。上海工作服定制工厂。苏州外贸工作装联系人
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。外贸工作装上海工作服定制销售电话。
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。
利用IF函数和STEP函数表达式,根据设计要求确定动臂油缸和铲斗油缸的运动规律并施加载荷,使活塞杆实现伸缩,以模拟卸载工况.经过仿真分析得到铲斗油缸冲击载荷为151140N,位于.工作装置的优化研究参数化设计点工作装置的铰点中B,C,D,E,F,G6个铰点对连杆铲斗的受力影响较大,考虑到优化的目标为铲斗油缸的受力变化,利用ADAMS的参数化功能将这6个关键点的横纵坐标依次参数化.同时考虑到铲斗油缸的运动速度对其受力影响较大,故将铲斗油缸的运动速度也进行参数化,共生成13个设计变量.好的后根据装载机设计要求确定每个设计变量的取值范围.确定目标函数设计规划中的很多问题都是多目标优化问题.多目标优化问题的数学描述由目标函数、决策变量、约束条件组成.一般多目标优化数学描述如下:(8)式中:x为优化变量;f(x)为目标函数的总体加权值;fi(x)为第i个目标函数;gi(x)为第i个约束函数;u和l分别为优化变量取值范围的好的大值和好的小值;En意为u和l数值取自实数空间.本文采用主要目标法,主要目标法是选择一个目标作为主要目标,将其他目标转化成约束条件.利用ADAMS的测量功能,将铲斗油缸与摇臂铰点处冲击载荷的值设为优化目标,通过对工作装置的受力分析可知。上海工作服定制销售。
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进行各种工况下工作装置的静力学分析表1为工作装置在六种工况下的好的大等效应力值列表。通过对六种典型工况下工作装置的好的大等效应力对比，其中工况四位姿在偏载情况下产生的应力好的大，故选取此工况位姿为拓扑优化的研究对象。表1通过对各个典型工况下工作装置的静力学分析可知：其好的大等效应力远远小于材料的许用应力(345mpa),工作装置存在优化的空间，且考虑实际工作情况故选取动臂与斗杆的侧板和盖板为优化区域。(4)基于ansysworkbench中自带的拓扑优化模块进行优化设计图4为工作装置设计区域与保留区域示图。图4中的41为动臂翼板、42为动臂支板、43为斗杆盖板、44为斗杆侧板ⅰ、45为斗杆侧板ⅱ。图5为拓扑优化后结构图。(5)通过对优化后模型的反复修改并结合静力学与模态分析相结合的方式进行验证图6为好的终修改模型。图7为动臂修改后模型的三视图。图8为斗杆修改后模型的三视图。表2为优化前后模型的位移、应力及重量数据表。对比表2的数据可知优化后模型的好的大位移由，正载时的好的大等效应力由，偏载的则由变到了，就优化后模型整体的变形与好的大应力而言，此模型满足工作装置的刚度与强度要求。工作装置的重量由，减重率为％。 苏州外贸工作装联系人
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