本文關(guān)鍵詞：專(zhuān)用汽車(chē)配套的液壓沖擊器建模仿真與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液壓沖擊器是一種利用液壓能使活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),達(dá)到破碎目的的沖擊機(jī)械。傳統(tǒng)的液壓沖擊器一般都采用自動(dòng)配流的方式,這種形式的液壓沖擊器活塞的沖擊能與液壓泵輸入流量的平方成正比,活塞的沖擊頻率與液壓泵輸入流量成正比,輸入流量的改變對(duì)沖擊能的影響比對(duì)沖擊頻率的影響大,提高沖擊頻率來(lái)縮短作業(yè)時(shí)間的時(shí)候,活塞沖擊速度的值可能會(huì)過(guò)大,使活塞或者釬桿出現(xiàn)塑性變形。為了克服傳統(tǒng)液壓沖擊器的這個(gè)缺點(diǎn),本文以某型號(hào)的液壓沖擊器為原型,根據(jù)液壓沖擊器壓力反饋原理,在配流閥上增加一個(gè)先導(dǎo)錐閥,使液壓沖擊器具備了獨(dú)立調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率的功能。根據(jù)活塞、配流閥和先導(dǎo)錐閥的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能組合,本文將這種裝有先導(dǎo)錐閥的液壓沖擊器一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)分成7個(gè)階段,建立了相應(yīng)的非線性數(shù)學(xué)模型,并對(duì)先導(dǎo)錐閥的調(diào)節(jié)范圍做了理論分析。根據(jù)非線性數(shù)學(xué)模型,確定仿真過(guò)程中的約束條件,建立了液壓沖擊器的MATLAB/Simulink仿真模型,并使用Stateflow模塊,使沖擊器在不同的工作階段之間成功轉(zhuǎn)換。將仿真所得活塞沖擊速度運(yùn)動(dòng)曲線圖和實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的活塞沖擊速度運(yùn)動(dòng)曲線圖作對(duì)比,證明液壓沖擊器的仿真模型基本正確,能進(jìn)行仿真研究。然后分析了主要參數(shù)對(duì)液壓沖擊器活塞沖擊速度的影響,并用仿真結(jié)果證明先導(dǎo)錐閥在給定的預(yù)調(diào)壓力值合理的時(shí)候,能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率。液壓沖擊器大部分參數(shù)一旦確定,就不能更改,做實(shí)物正交試驗(yàn)成本太高。針對(duì)用實(shí)物做正交試驗(yàn)的不足,本文將使用Isight軟件中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)算法庫(kù),通過(guò)Isight與MATLAB/Simulink兩個(gè)軟件進(jìn)行基于聯(lián)合仿真的正交試驗(yàn)分析,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行極差分析與方差分析。試驗(yàn)分析法雖然能找到影響較大的因子,但不能找到最優(yōu)解。因此,本文將使用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)Isight與MATLAB/Simulink兩個(gè)軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真,分別使用連續(xù)二次規(guī)劃法和多島遺傳算法兩種優(yōu)化方法,以活塞沖擊速度為優(yōu)化目標(biāo),以活塞前腔有效作用面積、活塞后腔有效作用面積、高壓蓄能器充氣壓力和反饋信號(hào)口的位置為設(shè)計(jì)變量,分別對(duì)約束活塞沖擊速度取值范圍和不約束活塞沖擊速度取值范圍的兩種情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并將兩種優(yōu)化算法的結(jié)果作對(duì)比研究。
【關(guān)鍵詞】：液壓沖擊器 先導(dǎo)錐閥 聯(lián)合仿真 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U469.6;TH137
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 液壓沖擊器的發(fā)展歷史12-13
• 1.2 液壓沖擊器的研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 液壓沖擊器基礎(chǔ)理論的研究13-14
• 1.2.2 液壓沖擊器關(guān)鍵零部件的研究14-16
• 1.2.3 液壓沖擊器性能檢測(cè)試驗(yàn)的研究16-17
• 1.2.4 液壓沖擊器的仿真研究17
• 1.2.5 液壓沖擊器對(duì)操作人員影響的研究17-18
• 1.2.6 液壓沖擊器工作效率的預(yù)測(cè)18-19
• 1.2.7 液壓沖擊器對(duì)環(huán)境影響的研究19
• 1.3 本課題的來(lái)源、研究重點(diǎn)及研究意義19-22
• 1.3.1 課題來(lái)源19
• 1.3.2 研究重點(diǎn)19-20
• 1.3.3 研究背景和意義20-22
• 第二章 液壓沖擊器的工作原理與非線性數(shù)學(xué)模型的建立22-31
• 2.1 液壓沖擊器的沖擊能量與沖擊頻率的關(guān)系22-23
• 2.2 液壓沖擊器的工作狀態(tài)分析23-27
• 2.2.1 液壓沖擊器的基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.2 液壓沖擊器的主要工作狀態(tài)24-27
• 2.3 液壓沖擊器的非線性數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.3.1 活塞與閥芯的動(dòng)力平衡方程28
• 2.3.2 高壓油流量平衡方程28-29
• 2.3.3 高壓蓄能器氣體狀態(tài)方程29
• 2.3.4 氮?dú)馐覛怏w狀態(tài)方程29-30
• 2.4 本章小節(jié)30-31
• 第三章 液壓沖擊器動(dòng)態(tài)仿真研究31-44
• 3.1 液壓沖擊器仿真模型的研究31-36
• 3.1.1 MATLAB/Simulink簡(jiǎn)介31
• 3.1.2 仿真模型的約束條件及狀態(tài)轉(zhuǎn)換31-33
• 3.1.3 仿真模型及參數(shù)設(shè)置33
• 3.1.4 仿真模型的驗(yàn)證33-36
• 3.2 液壓沖擊器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作性能影響的仿真研究36-39
• 3.2.1 活塞前腔有效面積對(duì)工作性能影響的仿真研究36-38
• 3.2.2 高壓蓄能器充氣壓力對(duì)工作性能影響的仿真研究38-39
• 3.3 液壓沖擊器工作參數(shù)對(duì)工作性能影響的仿真研究39-41
• 3.3.1 輸入流量對(duì)液壓沖擊器性能的影響39-40
• 3.3.2 換向信號(hào)孔的位置對(duì)液壓沖擊器性能的影響40-41
• 3.4 先導(dǎo)錐閥調(diào)節(jié)作用的仿真研究41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于聯(lián)合仿真的試驗(yàn)設(shè)計(jì)44-59
• 4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的44
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法44
• 4.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理44-45
• 4.2 Isight軟件簡(jiǎn)介45
• 4.3 Isight軟件的試驗(yàn)設(shè)計(jì)功能45-52
• 4.3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法47-48
• 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析48-52
• 4.4 基于聯(lián)合仿真的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)52-57
• 4.4.1 選擇試驗(yàn)因子與水平53
• 4.4.2 設(shè)計(jì)矩陣53-55
• 4.4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的極差分析55-57
• 4.4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析57
• 4.5 本章小節(jié)57-59
• 第五章 基于聯(lián)合仿真的優(yōu)化設(shè)計(jì)59-72
• 5.1 Isight中主要的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法59-63
• 5.1.1 梯度優(yōu)化算法59-60
• 5.1.2 直接搜索方法60-61
• 5.1.3 全局優(yōu)化算法61-63
• 5.2 活塞最大沖擊速度未作約束時(shí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)63-67
• 5.2.1 設(shè)計(jì)變量的取值范圍63
• 5.2.2 基于連續(xù)二次規(guī)劃法的優(yōu)化設(shè)計(jì)63-65
• 5.2.3 基于多島遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 約束活塞的最大沖擊速度時(shí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)67-70
• 5.3.1 基于連續(xù)二次規(guī)劃法的優(yōu)化設(shè)計(jì)67-68
• 5.3.2 基于多島遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)68-70
• 5.4 本章小節(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-75
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)73
• 6.3 研究展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：專(zhuān)用汽車(chē)配套的液壓沖擊器建模仿真與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：323183