学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

液压挖掘机反铲工作装置的仿真优化

作　者: 韩涛
导　师: 柯坚
学　校: 西南交通大学
专　业: 驱动技术与智能系统
关键词: 液压挖掘机工作装置优化设计
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 325次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

液压挖掘机是主要的施工机械,广泛应用于交通、水利、能源、城镇建设等领域的机械化施工。液压挖掘机利用工作装置进行土石方挖掘,工作装置的性能是整机先进性的重要标志。工作装置作业由三个油缸复合动作及铲斗和土石方的相互作用实现。利用虚拟样机技术,对工作装置作业过程进行运动仿真与动态显示,使得设计人员在设计阶段就可以看到其设计的方案的合理性,机构参数设计是否最优。反铲工作装置设计的好坏以及其各个铰接点的位置直接影响整机的性能。基于这种实际情况,本文第一部分采用MATLAB SIMULINK中的SimMechanics对反铲工作装置进行运行学仿真,判断初始参数能否满足基本的整机要求。第二部分在第一部分的基础上,对反铲工作装置进行动力学仿真优化,判断结构的合理性,细化各个铰接点的位置。本文主要的研究内容如下：(1)分析液压挖掘机的典型工况,根据液压挖掘机的工作特点,从几何尺寸、动力特性、结构强度等方面讨论了液压挖掘机工作装置的设计要求。(2)在工作装置运动学、动力学理论分析的基础上,研究挖掘机工作装置性能可视化分析方法。应用MATLAB SIMULINK中的工具箱SimMechanics,准确快速的分析工作装置的基本挖掘尺寸,如最大挖掘高度、最大挖掘深度、最大挖掘半径、最大水平挖掘半径。(3)以在满足特定挖掘阻力的前提下,使工作装置3个油缸受到的作用力最小为优化目标,建立了工作装置动力学优化设计模型,采用ADAMS进行优化计算。优化方案在产品改进设计中能得到应用,达到提高整机挖掘性能的目的。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第1章绪论  10-15
  1.1 研究小型液压挖掘机优化设计的意义  10-11
  1.2 挖掘机的现状及未来趋势  11-13
    1.2.1 国外研究现状  11
    1.2.2 国内研究现状  11-13
    1.2.3 挖掘机的发展趋势  13
  1.3 本课题主要内容  13-15
第2章虚拟样机及软件介绍  15-19
  2.1 常用优化设计可选的优化目标  15
  2.2 虚拟样机介绍  15-19
第3章挖掘机工作装置理论模型及挖掘阻力的计算  19-37
  3.1 运动学理论模型  19-24
    3.1.1 齐次坐标转换  19-23
    3.1.2 运动学计算  23-24
  3.2 挖掘阻力的计算  24-27
    3.2.1 铲斗挖掘阻力计算  25-26
    3.2.2 斗杆挖掘阻力计算  26-27
  3.3 基于MATLAB建立的模型  27-32
    3.3.1 基于MATLAB建立的运动学模型  27-32
    3.3.2 建模中的一些经验  32
  3.4 基于ADAMS建立的模型  32-37
    3.4.1 基于ADAMS动力学仿真参数的设置  32-34
    3.4.2 基于ADAMS建立的动力学模型  34-37
第4章液压挖掘机反铲工作装置的优化仿真  37-55
  4.1 反铲工作装置优化工况  37-38
  4.2 优化的指导思想及优化流程  38-41
  4.3 铲斗机构的优化  41-46
    4.3.1 铲斗挖掘的工况分析  41-42
    4.3.2 添加铲斗挖掘阻力函数  42-44
    4.3.3 铲斗机构优化的设计变量和优化目标  44
    4.3.4 铲斗机构优化结果分析  44-46
  4.4 斗杆机构的优化  46-49
    4.4.1 斗杆挖掘的工况分析  46-47
    4.4.2 斗杆机构优化的设计变量和优化目标  47-48
    4.4.3 斗杆机构优化结果分析  48-49
  4.5 动臂机构的优化  49-52
    4.5.1 动臂提升的工况分析  49-50
    4.5.2 动臂机构优化的设计变量和优化目标  50-51
    4.5.3 动臂机构优化结果分析  51-52
  4.6 优化结果分析小结  52-55
总结与展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  61-62

液压挖掘机反铲工作装置的仿真优化

内容摘要

全文目录

相似论文