本文關鍵詞：大型液壓機系統(tǒng)結構優(yōu)化與仿真研究

  更多相關文章： 300MN液壓機 活動橫梁 響應面法 多目標優(yōu)化 水路系統(tǒng)

【摘要】：300MN液壓機廣泛運用于軍工、航空航天以及民用生產(chǎn)領域當中,其在工作時常常產(chǎn)生很大的液壓沖擊和振動,嚴重影響了鍛壓設備的生產(chǎn)效率以及鍛壓件的質(zhì)量。針對此現(xiàn)象本文對300MN液壓機展開系統(tǒng)結構優(yōu)化,并在此基礎上,運用MATLAB與AMESim相結合的方式對300MN液壓機各工況工作時所出現(xiàn)的液壓沖擊情況以及影響其液壓沖擊的各因素進行聯(lián)合仿真研究。本課題旨在探索減小300MN液壓機工作時所產(chǎn)生液壓沖擊的方法,提高系統(tǒng)工作時的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性。本論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)本文針對300MN液壓機的工作環(huán)境工作情況,提出一種先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥及其相應的流量分配及控制方案。并提出將該閥替換原分配系統(tǒng)中的分配水閥,實現(xiàn)對原水路分配系統(tǒng)的優(yōu)化,并在此基礎上運用MATLAB與AMESim相結合的聯(lián)合仿真技術對其性能進行分析與研究,結果表明:該閥在具有輸出大流量、高的動態(tài)響應的同時系統(tǒng)還具有良好的穩(wěn)態(tài)控制精度。(2)根據(jù)300MN液壓機各工況工作原理,建立其各工況工作時相應的數(shù)學模型以及各分配水閥的啟閉控制函數(shù)。運用MATLAB和AMESim兩軟件相結合的方式對300MN液壓機各工況在新水路分配系統(tǒng)中工作時出現(xiàn)的液壓沖擊現(xiàn)象進行聯(lián)合仿真研究。仿真結果與實際相吻合,證明本研究的真實以及可靠性,此結果將為改善系統(tǒng)的液壓沖擊情況提供了相應的理論指導依據(jù)。(3)對系統(tǒng)產(chǎn)生液壓沖擊的機理進行分析,得出其相應的影響參數(shù),通過設置不同的仿真參數(shù)值對系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的液壓沖擊影響情況進行分析,得出其影響規(guī)律。仿真結果表明:延長閥門啟閉時間、減小工作介質(zhì)中空氣含量、增加管路長度以及增大閥門閥口開啟量都能夠有效的減少系統(tǒng)中出現(xiàn)的液壓沖擊。該仿真結果能夠為進一步對系統(tǒng)優(yōu)化而減小系統(tǒng)工作時的液壓沖擊提供合理的理論指導意義。(4)活動橫梁作為300MN液壓機的主要工作部件,其質(zhì)量巨大,會對系統(tǒng)產(chǎn)生的液壓沖擊和振動產(chǎn)生很大影響。為了從活動橫梁的角度出發(fā)減少系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊和振動,首先,本文提出一種基于響應面法的多目標優(yōu)化設計方法,采用中心組合實驗設計方法得到仿真實驗數(shù)據(jù)。其次,依此建立反映液壓機活動橫梁性能指標的二階多項式響應面模型,并通過評價指標2R和2aR對該模型的您和度的準確性進行評定。最后,以活動橫梁的質(zhì)量和固有頻率為優(yōu)化目標,應力為約束條件,采用多目標遺傳算法對其結構進行優(yōu)化分析。結果表明:活動橫梁在好的動態(tài)特性的基礎上,結構還具有輕量化。
【關鍵詞】：300MN液壓機 活動橫梁 響應面法 多目標優(yōu)化 水路系統(tǒng)
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG315.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題背景、研究目的及意義9-10
• 1.1.1 課題背景及研究目的9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 高壓大流量電液伺服閥研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 高壓大流量液壓系統(tǒng)液壓沖擊研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 液壓機結構優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容及思路15-18
• 1.3.1 論文研究的主要問題及思路15-17
• 1.3.2 論文研究內(nèi)容17-18
• 第二章 300MN液壓機水路分配系統(tǒng)分配水閥研究18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥的組成及工作原理18-19
• 2.2.1 先導并聯(lián)型電液伺服插裝的結構組成18
• 2.2.2 先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥的工作原理18-19
• 2.3 并聯(lián)先導級非線性控制的流量分段分配控制方案19-23
• 2.3.1 流量分配方案研究19-21
• 2.3.2 先導級控制策略方案21-23
• 2.4 先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥動靜態(tài)特性仿真研究23-30
• 2.4.1 系統(tǒng)仿真參數(shù)設置23-25
• 2.4.2 先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥參數(shù)調(diào)節(jié)25-27
• 2.4.3 先導并聯(lián)型電液伺服插裝閥的動態(tài)特性研究27-29
• 2.4.4 先導并聯(lián)并聯(lián)型電液伺服插裝閥的靜態(tài)特性研究29-30
• 2.5 結論30-32
• 第三章 300MN液壓機各工況工作時液壓沖擊仿真研究32-52
• 3.1 引言32
• 3.2 液壓機各工況工作原理32-33
• 3.3 水路分配系統(tǒng)結構原理33-35
• 3.4 液壓仿真系統(tǒng)模型建模35-40
• 3.5 液壓機各工況液壓沖擊仿真研究40-51
• 3.5.1 300MN液壓機相關理論建模41-42
• 3.5.2 液壓機空程工況工作時液壓沖擊分析研究42-45
• 3.5.3 液壓機加壓工況工作時液壓沖擊分析研究45-48
• 3.5.4 鍛壓結束回程時液壓沖擊仿真分析48-51
• 3.6 結論51-52
• 第四章 300MN液壓機液壓沖擊影響因素仿真研究與分析52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 液壓沖擊原理分析52-55
• 4.2.1 閥門瞬時啟閉轉換所引起的液壓沖擊53-54
• 4.2.2 活動橫梁停止運動所引起的液壓沖擊54-55
• 4.3 系統(tǒng)參數(shù)對液壓沖擊的影響研究55-65
• 4.3.1 閥門啟閉轉化時間55-58
• 4.3.2 油液參數(shù)58-60
• 4.3.3 液壓管道長度60-62
• 4.3.4 閥門開啟度62-65
• 4.4 總結65-66
• 第五章 300MN液壓機活動橫梁動靜態(tài)特性多目標優(yōu)化分析研究66-82
• 5.1 引言66
• 5.2 基于響應面法活動橫梁動靜態(tài)特性的多目標優(yōu)化流程66-67
• 5.3 活動橫梁的靜力學有限元分析67-70
• 5.3.1 活動橫梁模型的建立68-69
• 5.3.2 活動橫梁有限元計算及結果分析69-70
• 5.4 活動橫梁的動力學分析70-73
• 5.5 基于響應面法的動橫梁動靜態(tài)特性的多目標優(yōu)化73-81
• 5.5.1 響應曲面模型的建立73-77
• 5.5.2 基于遺傳算法的活動橫梁多目標優(yōu)化77-81
• 5.6 本章小結81-82
• 第六章 全文總結與展望82-85
• 6.1 全文總結82-83
• 6.2 展望83-85
• 參考文獻85-89
• 致謝89-90
• 攻讀學位期間的研究成果90-91

【參考文獻】

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本文編號：652273