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《装载机工作装置机构—结构分析与设计研究》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、中文摘要装载机作为工程机械的主要机种,被广泛应用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等行业。在国家大力发展建设的背景下,装载机的需求量逐步增加,对其性能参数也提出了更高的要求。工作装置是装载机工作任务的执行机构,其结构和性能对于整机的结构尺寸、性能参数、能耗和生产效率都产生显著影响。而工作装置的传统设计方法,例如试凑作图法,精度较低,需要生产样机来检验性能参数,设计周期长,工作繁琐且成本较大,难以适应当今的市场竞争。近年来,针对装载机工作装置的仿真和优化问题,相关学者做了大量工作。然而这些研究大多集中在设
2、计中某一环节,没有形成完整的设计体系。本文借助虚拟样机技术,针对装载机工作装置的设计和校核问题提出了一套完整流程,主要研究内容和成果如下。基于装载机工作装置的机构类型和工作原理,建立了反转六杆工作装置的运动学分析模型,进而推导出重要参数间的相互关系和主要性能参数的表达式,为后续编制运动学仿真和优化程序提供理论基础。根据推导的数学公式,在MATLAB中编制反转六杆机构工作装置的仿真程序,对现有工作装置进行仿真,分析其主要性能参数变化规律和现有工作装置不足之处。进而依据仿真结果和对工作装置性能参数的实际需求,
3、建立了工作装置的优化设计模型,在MATLAB中编制通用优化程序,分别按照全参数法和满足具体要求的部分参数法,对现有工作装置展开优化设计,并在ADAMS中建立工作装置的虚拟样机模型,对优化结果进行验证。最后,针对不同优化数学模型得到的优化方案进行对比分析。基于部分参数法得到的优化方案,考虑实际加工装配要求,对改变的部件进行重新设计,并且对重新设计的工作装置展开有限元分析,校核其静力学应力分布和强度。结合有限元分析结果,对动臂板的外形展开进一步改进设计。基于ADAMS与AMESim软件对新方案工作装置展开机液
4、联合仿真,评估工作装置在工作循环中的动态特性。关键词:工作装置;机构运动学;优化设计;有限元分析;联合仿真IAbstractAsoneofthemaintypesofengineeringmachinery,loaderiswidelyusedinhighway,railway,construction,waterandelectricity,ports,minesandotherindustries.Inthebackgroundofthedevelopmentandconstructionofthec
5、ountry,thedemandofloaderisgraduallyincreasingandtheperformanceparametersoftheloadersarealsoputforwardhigherrequirements.Theworkingdeviceisconsideredastheexecutingagencyofaloader,whosestructureandperformancehasgreatinfluenceonthestructuresize,performancepa
6、rameters,efficiencyandeconomyofthewholemachine.However,thetraditionaldesignmethodssuchasthemethodoftrialanderrorbymakingdiagramshaslowaccuracyandaprototypeisneededtotesttheperformanceparameters.Itisdifficulttoadapttothefiercecompetitioninthemarkettodayast
7、helongdevelopmentcycle,complicatedworkandhighcost.Inrecentyears,therelevantscholarshavedonealotofworkforthesimulationandoptimizationoftheworkingdeviceofloader.However,mostofthesestudiesfocusonthedesignofalink,notformingacompletedesignsystem.Inthispaper,th
8、edesignandverificationoftheloaderworkingdevicebasedonvirtualprototypingtechnologyispresented.Themainresearchcontentsandresultsareasfollows.Basedonthemechanismandworkingprincipleoftheworkingdeviceofloader,thekinemati