【摘要】：輪式裝載機(jī)作為一種主要工程機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,其性能優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)效率、使用壽命及操縱性能。因此對(duì)裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與研究,采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法變得日益重要。過(guò)去,工作裝置的設(shè)計(jì)基本上沿用類(lèi)比法和作圖試湊法,這些方法工作繁瑣、設(shè)計(jì)精度低、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),不易獲得各項(xiàng)指標(biāo)都滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)方案。盡管在長(zhǎng)期設(shè)計(jì)摸索中積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),但由于缺乏現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法指導(dǎo),設(shè)計(jì)時(shí)仍存在較大的盲目性。為了尋求一組滿(mǎn)意的方案,常常要完成大量的手工繪圖工作。這樣不僅設(shè)計(jì)效率低,而且對(duì)樣機(jī)的依賴(lài)性較強(qiáng),難于創(chuàng)新。本文針對(duì)輪式裝載機(jī)廣泛采用的反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu),進(jìn)行了如下工作: 1. 在前人的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,運(yùn)用平面解析方法建立反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合優(yōu)化理論確定14 參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo),使用MAITLAB 軟件編寫(xiě)優(yōu)化算法程序?qū)Ω鲄?shù)進(jìn)行優(yōu)化求解,得出優(yōu)化結(jié)論。 2. 使用多剛體仿真軟件ADAMS 建立工作裝置的空間模型,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,同時(shí)運(yùn)用其中的“設(shè)計(jì)研究”、“試驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“和優(yōu)化分析”功能,分析各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能的影響,得出優(yōu)化結(jié)果。并和前述結(jié)論進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。 3. 本文還探討利用有限元分析軟件ANSYS 的WORKBENCH 模塊對(duì)工作裝置進(jìn)行整體有限元分析,使工作裝置的強(qiáng)度計(jì)算大為簡(jiǎn)化,為零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 該課題的研究為裝載機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)拓了更加科學(xué)的方法,結(jié)合工作裝置設(shè)計(jì),解決運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。此課題研究也必將為提高我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)能力做出貢獻(xiàn)。
【圖文】：

§2-3 反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)由兩個(gè)三鉸構(gòu)件和四個(gè)兩鉸構(gòu)件組成，由于反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)是關(guān)于裝載機(jī)左右對(duì)稱(chēng)的，所以可以簡(jiǎn)化為如下平面圖形，并建立平面坐標(biāo)系 XOY,如圖 2-1 所示。OACBFEDGyx運(yùn)輸工況 IIABCDFEGyx鏟掘工況 IO

圖 3-2 優(yōu)化前鏟斗擺動(dòng)角變化曲線(xiàn)從圖中可以看出，優(yōu)化前鏟斗的最大擺動(dòng)角約 12°。3.2.3 反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的 MATALB 軟件優(yōu)化計(jì)算裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)屬于非線(xiàn)性約束優(yōu)化問(wèn)題 ，最常用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是：復(fù)合形法、優(yōu)選法、懲罰函數(shù)法、約束變尺度法和摸擬退火法等。根據(jù)本文的數(shù)學(xué)模型，，本次設(shè)計(jì)采用 MATALB 優(yōu)化工具箱中的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化函數(shù)fmincon 函數(shù)求解(fmincon 函數(shù)使用說(shuō)明及優(yōu)化程序見(jiàn)附錄 A)。3.2.3.1MATALB 軟件優(yōu)化步驟利用 fmincon 函數(shù)求解數(shù)學(xué)模型時(shí)共分三個(gè)步驟：1．建立目標(biāo)函數(shù)的 M 文件（Step 1: Write an M-file objfun.m.）2．建立約束函數(shù)的 M 文件（Step 2: Write an M-file confun.m for the constraints.）
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：TH243

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2616335