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时间:2018-11-08
《jccy-2型地下铲运机工作装置的优化》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、JCCY-2州地+卜.铲运机f‘作装霄的优化3.3.2偏载载荷工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯233.4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..24第4章工作装置的优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯254.1铲运机工作装置优化设计的一般步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..254.2计算模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264.3数学优化模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274.3.1设计变量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2、⋯⋯⋯.274.3.2目标函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.274.3.3约束函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.294.3.4数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.344.4优化方法的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344.4.1遗传算法简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354.4.2遗传算法的计算步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..354.4.3基于MATLAB遗传算法工具的求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.364.5优化结果及分析⋯⋯
3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374.6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..38第5章工作装置的有限元分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯395.1有限元方法概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯395.2ANSYS分析的主要步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.405.3工作装置的有限元分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..405.3.1建立铲斗的有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4l5.3.2有限元模型求解及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4、⋯⋯⋯⋯⋯435.4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..43总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..44参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49附录攻读学位期间所发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..50,、硕卜’≯伊论文摘要随着金属矿山开采规模的彳i断扩大,铲运机的需求量也在4i断扩大。国内铲运机的型号比较陈旧,为了适应现代矿山的发展,需埘
5、以往的铲运机做适当的改进。在铲运机的组成中,工作装置作为铲运机实现铲、装、运、卸的重要机构,其设计的合理与否直接关系整机的工作性能。由此可见,对工作装置的优化研究具有重要的现实意义。本文选用金川集团的JCCY-2型地下铲运机的工作装置作为研究对象,以工作装置的转斗油缸和动臂油缸的输出力最小为优化目标,建立工作装置优化的数学模型。本文的研究思路为:建立工作装胃的三维实体模型,通过运动学分析模拟工作装置的运动工况,同时排除模型中构件问的干涉,并为动力学分析提供各个工况的运动时间;通过动力学分析找出工作装霄的最
6、大受力位置,为优化模型的建立提供理论依据;然后选取参变量,利用遗传算法对数学模型进行优化汁算;最后对铲斗做了一个简要的强度分析。由此可见,本文是由优化前的准备一优化一优化后的完善三个部分组合而成。详述如下:首先,通过Pro/E软件平台建立工作装置的三维实体模型。针对插入、铲装、举升和卸料4个工况,在Mechanism模块中对工作装置进行运动学分析。通过干涉分析排除构件之间的不合理设计,使工作装置运动顺畅,为接下来的工况运动模拟做好准备;通过工况运动的模拟,为动力学分析提供各工况的运动时问;选取两个代表性的
7、铰接点为分析对象,分别绘制位移、速度和加速度曲线,来分析模型的运动是否合理。随后,将三维模型导入动力学分析软件ADAMS中,对工作装置进行了动力学仿真分析。根据铲运机工作装置的实际工作情况,选取两种典型的载荷分布一一集中和偏载进行动力学分析,以便找出工作装置受力最大的位置,为工作装置数学优化模型的建立提供理论依据。其次,建立工作装置正转六杆机构的数学优化模型。以动臂油缸和转斗油缸的输出力最小为研究目标,选用了12个参变量,利用MATLAB软件中的GA工具箱对工作装置进行优化。将优化fji『后的数据进行对照
8、,通过比较得出较优结果。最后,对工作装置中最易磨损的铲斗进行了强度分析。选取铲斗受力最大的铲取工况进行受力分析,利用有限元软件ANSYS分别得出应力、应变和位移云图,分析其受力、位移最大的部位是否满足强度要求。通过计算得知,强度满足要求。关键词:工作装置;仿真;运动学;动力学;遗传算法;有限元分析,弋AbstractW1ththeexpandingofthemetalmining,thedemandofLoad-Haul-Du
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