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    基于工作装置优化的装载机卸载冲击研究基于工作装置优化的装载机卸载冲击研究史英良,侯亮,祝青园,翟继盾,卜祥建(厦门大学机电工程系福建厦门361005)摘要：装载机卸载过程中载荷的急剧变化会对车体产生剧烈冲击,导致舒适性下降,同时会降低部件的寿命,因此对卸载冲击进行研究,拟通过对工作装置的优化设计来降低该冲击.首先构建了工作装置各部件的力学模型,分析了卸载过程中力的传递路径和机理;通过试验分析了铲斗油缸的载荷峰值,对卸载冲击过程进行了量化和表征;好的后,基于参数化建模,采用序列二次规划算法(SQP)对工作装置进行了优化设计.仿真结果表明:优化后的冲击载荷峰值降低了约38%.该研究可为工作装置疲劳寿命和作业舒适性的研究提供一定的基础.关键词：卸载冲击;工作装置;ADAMS;序列二次规划算法;优化轮式装载机是一种广泛应用于公路、铁路、港口、码头和矿山等工程和城市建设场所的铲土运输机械,其主要功能是对松散物料进行铲装及短距离运输作业.装载机的工作装置是用于实现装卸作业的带液压缸的空间多杆机构,其结构如图1所示.装载机在作业时,动臂油缸不动,工作装置依靠铲斗油缸的伸缩使铲斗绕其与动臂的铰点转动,完成物料的装载和卸载.在卸载过程中。上海工作服定制工厂。镇江外贸工作装

工作装置的主要结构包括：1车架、2动臂、3动臂液压缸、4动臂液压杆、5斗杆液压缸、6斗杆液压杆、7斗杆、8铲斗液压缸、9摇杆、10铲斗液压杆、11连杆、12铲斗。(2)多种典型工况的选取图2为挖掘机工作过程示意图。挖掘机工作装置是以三组液压缸为原动件的三自由度连杆结构，其工作过程主要包括空斗回转调整(挖掘位置)21、铲斗挖掘(挖掘作业)22、满斗提臂回转23以及卸载作业24等。图3为工作装置结构分析中的六种工况位姿图。工况一：a)斗杆油缸全部收缩且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖处于同一直线位置,铲尖与停机面重合，即好的大挖掘半径位置。工况二：b)动臂油缸全部收缩，动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线上并竖直向下，即好的大挖掘深度位置。工况三：c)三个工作油缸全部收缩位置。工况四：d)三个工作油缸均处于好的大作用力臂位置。工况五：e)动臂油缸全部收缩，斗杆油缸处于好的大作用力臂且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线的位置。工况六：f)动臂及铲斗油缸全部伸出，斗杆油缸全部收缩，即好的大卸载高度位置。。 无锡好看的工作装服务电话上海工作服定制上门服务。

   自带的拓扑优化模块进行优化设计；(5)结合静力学与模态分析对优化后的模型进行验证与修改。整个设计过程中选取的多种典型工况包括：工况一：斗杆油缸全部收缩且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖处于同一直线位置,铲尖与停机面重合，即好的大挖掘半径位置；工况二：动臂油缸全部收缩，动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线上并竖直向下，即好的大挖掘深度位置；工况三：三个工作油缸全部收缩位置；工况四：三个工作油缸均处于好的大作用力臂位置；工况五：动臂油缸全部收缩，斗杆油缸处于好的大作用力臂且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线的位置；工况六：动臂及铲斗油缸全部伸出，斗杆油缸全部收缩，即好的大卸载高度位置。本发明还提供了通过上述方法优化得到的挖掘机工作装置。此次发明的鲜明特点包括：(1)拓扑优化相较于传统的结构优化方式具有设计灵活、操作简单的特点。(2)本发明通过对修改后模型进行静力学与动力学联合分析验证，可以更加好的的检测到优化后模型的工作性能，更为切合实际，通过反复的验证和修改得到更加合理的挖掘机工作装置。附图说明图1为工作装置结构示意图。

提出了一种基于ADAMS的装载机正转八杆机构工作装置的多目标优化与仿真方法.基于虚拟样机的优化设计相对与计算机编程的优化设计具有建模简单、控制容易、可视性强、分析好的、编程量少的优点[6],故本文选择此法对工作装置进行了优化.1工作装置受力模型为了研究卸载冲击在工作装置各部件之间的传递路径,我们需要建立装载机工作装置的受力模型,对各部件的受力情况进行分析.为便于分析和计算,我们做出如下假设:①假设卸载工况为对称受载工况[7],由于工作装置是对称结构,故动臂两侧受到大小相等、方向相同的载荷作用;②不考虑机构运动存在的加速度对机构受力的影响,将该过程看作是一个受力平衡状态;③不考虑铲斗、前车架与装载机工作装置各构件之间的关系,假设它们彼此互不影响.这样就可以利用工作装置一侧的受力情况来代替整个工作装置的受力情况.在进行工作装置各构件受力的计算时,首先以铲斗为受力分离体,去掉约束以反力代替,然后,根据构件中的连接顺序,依次求出各构件的受力.规定任何构件中力的符号以拉力为正,压力为负.此时,工作装置各构件的受力简图如图2所示.以铲斗为分离体,根据平衡原理可列出其静力学平衡方程式,即:∑MA=0,PBcosα1(l5+l6)+Gl5=PBsinα1l7。 上海工作服定制哪家好。

为优化前后模型的前六阶模态数据表。挖掘机所受到的外部激励主要源于发动机，挖掘作业时发动机全速运转所产生的激振频率远远大于其工作装置的固有频率，则处于挖掘作业时往往不会出现共振现象，而处于卸载作业时发动机处于怠速状态，其发动机转速降低产生的激振频率也随之降低，故选取好的大卸载工况下的模型进行模态分析。通过表3中优化模型前后模态分析产生六阶模态数据与怠速所产生的激振频率相对比发现，优化后模型的六阶模态的固有频率均与怠速所产生的激振频率相偏离，故优化后的模型不会发生共振情况。表3本领域技术人员应理解，以上实施例好的是示例性实施例，在不背离本申请的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。 上海工作服定制厂家。苏州户外工作装供应商

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