本文關(guān)鍵詞：正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：鑒于大型工程機(jī)械在生產(chǎn)實際中發(fā)揮著越來越重要的作用,本文以一種12桿3自由度大型正鏟液壓挖掘機(jī)為研究對象,對工作裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計。為該機(jī)構(gòu)的深入研究提供了理論依據(jù)。首先,利用制圖軟件對正鏟液壓挖掘機(jī)進(jìn)行建模,基于D-H法對工作裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析得到其主要工作參數(shù)。然后將建立好的三維模型導(dǎo)入ADAMS軟件中,為其添加合適的約束以及對應(yīng)的驅(qū)動函數(shù)后對工作裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真,得到其主要工作參數(shù)及挖掘區(qū)域包絡(luò)圖。將仿真值與理論分析值進(jìn)行對比,驗證了理論分析的正確性。然后,以工作裝置的鉸點位置參數(shù)為設(shè)計變量,以斗桿以及鏟斗液壓缸單獨挖掘所需提供驅(qū)動力為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),再添加適當(dāng)?shù)募s束函數(shù)后,基于MATLAB遺傳算法工具箱對正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,經(jīng)過幾代遺傳之后,得到優(yōu)化后的設(shè)計變量。最后,根據(jù)優(yōu)化后的鉸點位置參數(shù)利用三維軟件對正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行三維建模,再基于ADAMS仿真分析軟件對工作裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,得到工作裝置優(yōu)化后的挖掘區(qū)域包絡(luò)圖以及它的主要工作參數(shù)�；贛ATLAB分析軟件對斗桿單獨挖掘工況以及鏟斗單獨挖掘工況液壓缸所需提供驅(qū)動力進(jìn)行仿真分析,分析對比圖形和數(shù)據(jù)可以得到優(yōu)化后的液壓缸所需提供驅(qū)動力減小,挖掘機(jī)工作裝置優(yōu)化后的性能得到了很好的提高。
【關(guān)鍵詞】：正鏟液壓挖掘機(jī) 運(yùn)動學(xué)分析 遺傳算法 優(yōu)化設(shè)計 仿真驗證
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU621
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r9-14
• 1.2.1 液壓挖掘機(jī)的發(fā)展歷程9-10
• 1.2.2 國外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r10
• 1.2.3 國內(nèi)液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r10-12
• 1.2.4 正鏟液壓挖掘機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r12-14
• 1.3 國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)工作裝置研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國外液壓挖掘機(jī)工作裝置研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)液壓挖掘機(jī)工作裝置研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 挖掘機(jī)工作裝置三維模型的建立及基于D-H法的運(yùn)動學(xué)分析18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 基于SOLIDWORKS的挖掘機(jī)三維模型的建立18-23
• 2.2.1 SOLIDWORKS軟件簡介18-19
• 2.2.2 工作裝置零件三維模型的建立19-22
• 2.2.3 工作裝置裝配模型的建立22-23
• 2.3 基于D-H法的運(yùn)動學(xué)求解23-27
• 2.3.1 基于D-H法的運(yùn)動學(xué)建模23-25
• 2.3.2 主要工作尺寸求解25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于ADAMS的挖掘機(jī)工作裝置運(yùn)動學(xué)仿真28-38
• 3.1 液壓挖掘機(jī)工作裝置虛擬樣機(jī)的建立28-33
• 3.1.1 基于ADAMS建立工作裝置虛擬樣機(jī)模型28-31
• 3.1.2 工作裝置添加約束與驅(qū)動31-33
• 3.2 運(yùn)動學(xué)仿真在ADAMS中的實現(xiàn)步驟33-34
• 3.3 虛擬樣機(jī)模型運(yùn)動學(xué)仿真34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 液壓挖掘機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計38-56
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計概述38-41
• 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計的基本概念38
• 4.1.2 優(yōu)化設(shè)計步驟38-41
• 4.2 挖掘機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計的原則41-42
• 4.3 工作裝置的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立42-48
• 4.3.1 目標(biāo)函數(shù)的建立42-46
• 4.3.2 確定設(shè)計變量46
• 4.3.3 確定約束條件46-48
• 4.4 優(yōu)化方法的分類和選擇48-51
• 4.4.1 優(yōu)化方法分類48-49
• 4.4.2 優(yōu)化方法的選擇49-51
• 4.5 基于遺傳算法工具箱的工作裝置優(yōu)化設(shè)計51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-56
• 第五章 優(yōu)化后挖掘機(jī)工作裝置性能對比56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 優(yōu)化后的挖掘機(jī)三維模型56
• 5.3 優(yōu)化后基于ADAMS的工作空間分析56-58
• 5.4 優(yōu)化前后挖掘機(jī)工作裝置性能對比58-60
• 5.4.1 斗桿單獨挖掘工況性能對比58-59
• 5.4.2 鏟斗單獨挖掘工況性能對比59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 第六章 全文總結(jié)及展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 發(fā)表論文和參加科研情況68-70
• 致謝70

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本文編號：851502