本文關(guān)鍵詞：WC5型自卸式車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：WC5型自卸式車輛(以下稱WC5)是一種用于煤礦井下運(yùn)輸煤炭和材料的一種自卸車輛,該車由前后兩部分車體鉸接在一起,因此它屬于鉸接式轉(zhuǎn)向車輛。煤礦井下巷道窄,轉(zhuǎn)彎多且抹角小,WC5工作時(shí)需要頻繁轉(zhuǎn)向,因此,為了保證車輛能順利的轉(zhuǎn)彎,并且轉(zhuǎn)彎阻力小,需要優(yōu)化WC5的轉(zhuǎn)向性能。影響WC5轉(zhuǎn)向性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括前后車體質(zhì)心的位置、整車鉸接中心到前后車軸的距離、液壓油缸鉸接點(diǎn)到整車鉸接中心的距離、液壓油缸鉸接點(diǎn)到整車對(duì)稱軸的距離、輪距等;運(yùn)動(dòng)參數(shù)主要包括轉(zhuǎn)向阻力矩和液壓油缸的輸出力矩等。本課題圍繞WC5轉(zhuǎn)向系統(tǒng),做了以下研究:1、WC5鉸接式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立。依據(jù)對(duì)其的理論研究,本課題建立了以WC5車輪輪距、車輪軸線至鉸接點(diǎn)的距離、前車體油缸鉸接點(diǎn)到車體對(duì)稱軸的垂直距離、整車鉸接點(diǎn)到前車體油缸鉸接點(diǎn)的垂直距離、后車體油缸鉸接點(diǎn)到車體對(duì)稱軸的垂直距離、整車鉸接點(diǎn)到后車體油缸鉸接點(diǎn)的垂直距離為目標(biāo)參數(shù),以WC5轉(zhuǎn)向阻力矩最小、轉(zhuǎn)向油缸輸出力矩最大和最小轉(zhuǎn)向半徑為優(yōu)化目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)。2、使用MATLAB軟件對(duì)上述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。明確遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)原理后,利用上述目標(biāo)函數(shù),編寫代碼,在matlab遺傳算法工具箱中運(yùn)行優(yōu)化計(jì)算,得到最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值和最優(yōu)目標(biāo)參數(shù),并通過大量圖表數(shù)據(jù)說明優(yōu)化結(jié)果的正確性。3、建立了wc5優(yōu)化前后的三維結(jié)構(gòu)模型。按照委托企業(yè)所給定的結(jié)構(gòu)尺寸,運(yùn)用pro/engineer軟件對(duì)優(yōu)化前wc5零部件建立簡(jiǎn)化模型,并對(duì)零件模型進(jìn)行裝配生成wc5優(yōu)化前整車簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型;按照matlab軟件優(yōu)化數(shù)據(jù),按同樣步驟建立wc5優(yōu)化后整車簡(jiǎn)化模型。最后對(duì)建立好的模型進(jìn)行干涉檢驗(yàn)。4、對(duì)wc5優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)模型原地轉(zhuǎn)向仿真的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件adams對(duì)優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)模型原地轉(zhuǎn)向進(jìn)行仿真,并且對(duì)各輪胎所受力矩和左右轉(zhuǎn)向油缸輸出力矩進(jìn)行分析來驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)的正確性。5、對(duì)wc5優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)模型運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向仿真的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。運(yùn)用adams對(duì)優(yōu)化前后模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向仿真,并對(duì)前后車體左右鉸接點(diǎn)受力、左右油缸前后鉸接點(diǎn)所受力矩和轉(zhuǎn)向半徑進(jìn)行分析來驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)的正確性。在本課題的研究中,使用了一種較為新穎的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法—遺傳算法,還使用虛擬樣機(jī)軟件對(duì)wc5進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)仿真分析。本課題不僅給wc5的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論支持,更是給鉸接式轉(zhuǎn)向車輛的優(yōu)化設(shè)計(jì)尋到了一個(gè)新的方向。運(yùn)用本文所用的優(yōu)化設(shè)計(jì)思想,不僅能夠提高車輛設(shè)計(jì)精度,還能夠提高鉸接式車輛的工作效率。本課題所使用的遺傳算法優(yōu)化方法和虛擬樣機(jī)仿真分析方法,能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)開發(fā)周期長(zhǎng)和開發(fā)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD50;TH242

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1271865