基于ADAMS的滚筒洗衣机悬挂系统参数优化.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENGINEER基于ADAMS的滚筒洗衣机悬挂系统参数优化郭远虎，刘雷(南京航空航天大学机电学院，南京210016)摘要：以直驱式滚筒洗衣机悬挂系统为研究对象，利用ADAMS作为研究工具，在ADAMS／Viewqb对滚筒洗衣机的悬挂系统进行设计研究，评估了弹簧刚度系数、弹簧原长、阻尼系数、弹簧与竖直方向的夹角及阻尼与竖直方向的夹角对悬挂系统动力学特性的敏感度。在ADAMS／tnsightqb进行试验设计和优化分析，对悬挂系统的一些重要参数进行了优化，使悬挂系统的动力学特性得到了改善。关键词：直驱式滚筒洗衣机：悬挂系统：ADAMS；设计研究：优化

2、分析中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1002—2333(2017)02—0060—03ParameterOptimizationofSuspensionSysteminDrumWashingMachineBasedonADAMSrGUOYuanhu，LIULei(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjin9210016，China)Abstract：BasedonADAMS，thispaperstudiesthe

3、suspensionsystemofdrumwashingmachine．ADAMS厂viewisusedtoevaluatethesensitivityofsomeimportantparametersonthedynamiccharacteristicsofthesuspension．ThedynamicalcharacteristicsofthesuspensionsystemareimprovedbytheexperimentdesignandoptimizationanalysisofsomeimportantparametersinADAMS／insight．K

4、eywords：drumwashingmachine；suspensionsystem；ADAMS；designstudy；optimalanalysis0引言滚筒洗衣机具有容量大、节水、清洁性能好、衣物磨损少等优点，逐渐成为家用洗衣机的主流。直驱式滚筒洗衣机主要由箱体和悬挂系统组成，其中悬挂系统主要包括直驱电动机(DD电动机)、内筒和外筒等，悬挂系统通过两个弹簧和两个阻尼与箱体相连。悬挂系统动力学特性的优劣对洗衣机整体性能的影响至关重要【1]。因此，悬挂系统应具有良好的动力学特性，在洗衣机工作时应保证悬挂系统在合理的范围内振动，从而减少洗衣机工作时的噪声和箱体的振动等。到

5、目前为止，针对滚筒洗衣机减振的相关研究已有不少，如文献[2]采用试验测试手段对某型号滚筒洗衣机箱体进行了模态测试试验，得到其模态振型、固有频率等模态参数，然后根据试验结果对洗衣机箱体进行了结构优化设计。文献[3]应用有限元仿真技术模拟洗衣机的振动过程，综合考虑结构的振动起因和振动形式，使其仿真数据与系统的实际运行状态相符合，进而分析研究激励、结构等因素对振动过程的影响。应用ADAMS可以方便地建立洗衣机悬挂系统的虚拟样机模型，并对模型的动力学特性进行分析和优化。本文首先采用三维软件UG与ADAMS／VIEW建立起滚筒洗衣机悬挂系统的参数化模型，然后应用ADAMS厂vIEw设

6、计研究功能评估悬挂系统中的一些重要参数对悬挂系统动力学性能的敏感度，最后在ADAMS／Insightqb进行优化分析将不合理的参数进行优化，从而达到改善悬挂系统动态特性的目的。1悬挂系统动力学建模如图l所示，直驱式滚筒洗衣机主要由箱体、内筒、外筒、电机、配重块、弹簧和阻尼等组成。研究悬挂系统动力学特性时，将箱体与地面用固定副固定起来，所以悬挂系统可以等效为质量一弹簧一阻尼系统。由于悬挂系统模型复杂，不便于在ADAMS／VIEW中建模，所以选择在UG中建立洗衣机三维模型后，以x—t格式导入到ADAMs中然后通过在ADAMS中添加运动副、驱动等来建立洗衣机悬挂系统虚拟样机模型，

7、如表1所示悬挂系统中各零部件之间的约束关系。对于本文需要研究的关键部件弹簧和阻尼f减震器)，必须在ADAMS／VIEW中建立。为了使虚拟样机模型更加容易实现，需要进行一些假设和简化。具体如下：1)去除三维模型中的小质量连接件，如螺母、螺栓、垫片、控制面板等。2)假设悬挂系统中外筒、内筒、配重块、阻尼筒均为刚性体，忽略其工作过程中发生的弹性变形。3)将物理样机中的约束都当作理想约束处理。4)物理样机中的弹簧和阻尼在虚拟样机中均用线性的弹簧和阻尼来建模，并且忽略弹簧的阻尼系数和阻尼的弹性系数。图】滚筒洗衣机虚拟样机模型