基于ADAMS的装载机八杆机构动力学仿真研究

装载机工作装置的八杆机构力学分析是装载机设计的核心问题。基于ADAMS建立了装载机八杆机构装载工作装置动力学仿真模型,进行机械系统与液压系统模型的耦合仿真,分析了该装载装置的平移性、机构铰接点受力及液压缸长度变化等动力学性能。研究结果表明：动臂和摇臂各铰点受载情况与工作装置外载荷变化一致,分析结果对于研究装载机八杆机构关键构件的动态应力分布提供了有效数据。     

液压挖掘机工作装置的动力学仿真

在Catia软件中建立挖掘机工作装置的三维模型,基于机械系统动力学自动分析(ADAMS)软件,建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析.对油缸添加Step函数,实现挖掘机虚拟样机在典型姿态下的挖掘过程仿真,考察挖掘机在某些工况下的挖掘性能,进一步得出动臂、斗杆、铲斗等构件各铰接点处的受力情况及响应曲线.同时,对挖掘机油缸在额定液压下的最大铲斗挖掘力进行校核.研究表明,所测挖掘机工作装置各铰接点的受力情况符合挖掘实际工况.     

挖掘机工作装置疲劳分析方法

针对挖掘机载荷谱难以实测获取,从而难以对其工作装置进行疲劳分析的问题,提出一种新的解决方法:首先通过对铲斗挖掘土壤过程进行仿真,获得挖掘阻力的完整变化过程,即挖掘阻力载荷谱;然后通过整机作业过程仿真,获得与上述挖掘阻力载荷谱相对应的工作装置各铰点载荷谱,并通过实测油缸压力进行对比验证;最后以经过验证的各铰点载荷谱实现工作装置的动臂和斗杆疲劳寿命分析。以某23t液压反铲挖掘机为例,详述了采用上述方法对其工作装置进行疲劳分析的过程,计算出动臂和斗杆在典型作业循环工况下的最低疲劳寿命分别为10~(5.978)和10~(6.47)次,验证了所提方法的有效性。     

基于ADMAS和Workbench的高空作业臂性能仿真分析

建立作业臂的ADMAS虚拟样机模型,对工作臂进行动力学仿真,得到其动态特性曲线,由仿真结果可知工作臂运行过程较平稳。同时在两种危险工况下进行整机的有限元分析,得到应力分布和应变分布,并根据应力最大位置处的受力曲线,以最大载荷分别对中臂和下臂进行加载,进行静力分析,结果表明最大应力点受最大载荷时仍然满足设计要求。     

基于ADAMS的反铲工作装置优化设计研究

利用ADAMS软件中的参数化建模与分析功能,建立并校核WZ30-25挖掘装载机的挖掘工作装置参数化模型。以挖掘作业过程中,工作油缸力最大值最小化和控制液压油缸行程为优化目标,将挖掘工作装置分为铲斗机构、斗杆机构和动臂机构三部分依次优化,对挖掘工作装置机构的各铰接点位置进行了优化设计。     

基于ADAMS的液压挖掘机工作装置的仿真分析

基于Pro/E软件建立的三维模型,利用ADMAS软件对液压挖掘机的工作装置进行了运动学和动力学仿真分析.通过运动学仿真分析,得到了最大挖掘半径、最大挖掘深度和最大挖掘高度等基本作业参数.通过动力学仿真分析,得到了各铰接点处的受力情况及相关曲线,从而为铲斗、斗杆和动臂等的强度分析提供了依据.     

履带式叉车工作装置的优化仿真分析

对一种履带式叉车的工作装置应用CATIA软件建立三维模型。将模型导入到动力学仿真软件ADAMS中,在View环境下建立了装载工况和举升工况下机构的虚拟样机模型,并对该工作装置的两种工作过程进行动态仿真分析。利用ADAMS/View软件的分析功能对两种作业工况下主臂液压缸和举升臂液压缸的关键铰点位置进行参数化建模,并对变量参数进行了敏感度分析,以工作装置工作过程中液压缸推力最小作为优化目标进行优化仿真分析。仿真分析结果显示主臂液压缸推力减小了30.2%,举升臂液压缸推力减小了61.7%,提高了工作装置的使用性能。     

新型装载机工作装置受力及有限元分析

以新式的八连杆工作装置的装载机为研究对象,建立力学模型,利用有限元方法对其动臂进行性能分析。取其偏载工况为例,计算出动臂在极限偏载情况下各个铰接点的受力情况,通过有限元分析得出动臂的应力分布云图及变形图,并找出动臂的危险点和应力集中区域,在结构设计和加工工艺中予以重视,为改进设计提供依据,对装载机工作装置的设计有一定的指导意义。     

装载机卸载工况动臂油缸回缩现象分析

针对装载机在最高位置卸载工况下动臂油缸的回缩现象进行了机理分析,提出一种基于ADAMS优化举升机构倍力系数从而解决动臂油缸回缩的方法。搭建了工作机构运动学ADAMS仿真模型及工作液压系统AMEsim仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的正确性。构建目标函数及约束函数后,通过ADAMS寻优得到新的的工作机构铰点坐标。仿真优化结果表明,在满足装载机其他工作性能的前提下,卸载工况举升倍力系数提高了30.8%,动臂油缸回缩量减小了89.3%,为今后工作机构的设计提供了理论基础。     

新型铁钻工铰接臂铰点位置的优化

鉴于铁钻工铰接臂铰点的位置直接影响伸展与升降油缸的最大工作压力与油压稳定性,在分析铁钻工铰接臂运动特性的基础上,以降低最大工作压力与提高压力稳定性为目标,采用统一目标函数法建立针对铰点位置的优化模型。采用遗传基因算法,利用Matlab优化工具箱,优化铰点位置。根据优化结果,借助Adams软件建立铰接臂动力学模型,比较优化前后伸展与升降油缸油压的变化情况。仿真结果表明:优化后的铰点位置大大提高铰接臂工作性能。     

六面顶液压机铰链梁强度计算

用ANSYS建立了铰链梁的有限元网格模型,在理想情况下,即工作缸传递的载荷均匀加载于铰链梁的上台面和下台面,且不考虑实际工作缸变形对铰链梁的侧向力,对六面顶液压机铰链梁的受力进行分析计算。模型计算表明：铰链梁的最大应力出现在凸耳通孔处,最大应力值为243 MPa;铰链梁轴向最大相对位移出现在铰链梁的底部,长期工作后,铰链梁底部会沿y轴反方向发生微凸,是铰链梁凸耳和底部可能断裂的原因。     

天车升沉补偿系统摇摆装置的设计

为了确定天车升沉补偿系统关键部件摇摆装置的结构参数,基于Simulink软件系统,建立摇摆装置的数学模型,对天车、补偿缸和摇臂装置进行了系统动力学数值模拟,分析了摇摆装置钢丝绳倾角、钢丝绳对天车作用力与天车位移之间的相互关系,以及摇臂装置2个摇臂夹角与补偿缸受力状态的关系.研究表明:摇摆装置的摇臂长度、摇臂下臂固定铰链点位置等结构参数对天车的运动规律、受力状态和补偿性能具有较大影响,天车从最低临界位置向最高临界位置运动的过程中,补偿缸受力随两摇臂夹角的增大先减小后增大.计算得到了摇摆装置各摇臂的长度,确定了摇臂下臂固定铰链点的位置参数和补偿缸固定铰链点的位置参数.     

混合动力液压挖掘机能量回收系统仿真研究

混合动力在工程机械的应用是当前的研究热点,为了研究混合动力挖掘机执行机构能量回收的动态过程,用多体动力学软件Recurdyn建立逼真的液压挖掘机工作装置模型,用Simulink建立了液压回路能量回收系统中马达、发电机、动力电池模型,对动臂和斗杆势能的回收过程进行了研究．分析了动臂油缸、斗杆油缸在能量回收过程马达转速变化规律及负载电磁转矩变化规律,并对能量回收效率进行了分析．为混合动力在挖掘机的技术提升方面提供可靠依据．     

小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析

利用PRO/E软件建立液压挖掘机工作装置的三维实体模型,并导入到ADAMS中,添加约束建立虚拟样机。计算各个油缸位移的step函数、铲斗齿尖受力的step函数和物料重力的step函数,并进行动力学仿真,得到几个主要铰接点处的受力曲线,为液压挖掘机工作装置的强度分析和结构优化提供了依据。运用模拟测力计的原理,对虚拟样机斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算出斗杆油缸的最大挖掘力,将计算结果与仿真结果进行了对比分析,为挖掘机挖掘力的测试提供了一条新途径。     

泵车臂架系统的力学性能研究及结构改进

以42 m混凝土泵车臂架系统为研究对象,建立臂架系统的三维实体模型,分析其最危险工况下的受力情况,采用标准接触对模拟臂架系统的连接,通过有限元计算得到臂架系统的危险部位。在此基础上,对其危险部位的结构进行改进,即在1#弯板两侧加焊补强板,并对改进后的结构进行对比分析。结果表明,1#弯板处应力明显下降,最大应力减幅达到16.96%,实际使用中改进效果良好,可将该改进结构引入泵车臂架系统的设计中。     

Modeling and parameter estimation for hydraulic system of excavator＇s arm

A retrofitted electro-hydraulic proportional system for hydraulic excavator was introduced firstly. According to the principle and characteristic of load independent flow distribution（LUDV） system,taking boom hydraulic system as an example and ignoring the leakage of hydraulic cylinder and the mass of oil in it,a force equilibrium equation and a continuous equation of hydraulic cylinder were set up. Based on the flow equation of electro-hydraulic proportional valve,the pressure passing through the valve and the difference of pressure were tested and analyzed. The results show that the difference of pressure does not change with load,and it approximates to 2.0 MPa. And then,assume the flow across the valve is directly proportional to spool displacement and is not influenced by load,a simplified model of electro-hydraulic system was put forward. At the same time,by analyzing the structure and load-bearing of boom instrument,and combining moment equivalent equation of manipulator with rotating law,the estimation methods and equations for such parameters as equivalent mass and bearing force of hydraulic cylinder were set up. Finally,the step response of flow of boom cylinder was tested when the electro-hydraulic proportional valve was controlled by the step current. Based on the experiment curve,the flow gain coefficient of valve is identified as 2.825×10^-4 m^3/（s·A） and the model is verified.     

基于两种柔性铰链压电陶瓷柔顺微夹钳性能分析

柔顺微夹钳在微操作领域和微装配过程中与被夹持物直接接触,作为微操作和微装配系统中的末端微执行器,对实现微操作和微装配任务起重要的作用。设计一种基于直圆柔性铰链和簧片型等腰梯形柔性铰链的柔顺微夹钳机构,通过理论计算推导出等腰梯形柔性铰链的转动精度和转动刚度。采用压电陶瓷驱动方式,实现了位移的放大和夹爪位移的平行移动。建立了柔顺微夹钳的机械伪刚体模型,并利用伪刚体模型法建立了运动学模型,计算出位移放大倍数,得到了输入力、输入位移与输出位移的关系。通过有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析验证,结果表明理论计算结果与仿真结果一致。     

小型液压挖掘机动臂的性能分析

以某小型液压挖掘机工作装置的动臂为研究对象,运用Pro/E三维软件建立挖掘机工作装置动臂的三维模型,通过Pro/E软件与ANSYS软件的无缝接口,将动臂三维Pro/E模型导入ANSYS软件中建立有限元分析模型。利用ANSYS软件对动臂有限元模型进行静态和模态分析,得到动臂的应力云图、应变图、模态频率和主振型等分析结果,为结构优化设计提供理论依据。     

新型锻造操作机主运动机构控制系统设计(邀请论文)

基于运动链图拓扑图库,提出一种新型六自由度前后双提升驱动锻造操作机工作装置.该装置不仅可以控制夹钳提升的同步性,还能更好地适应偏载工况.基于虚功原理建立了该新型锻造操作机主运动机构的动力学模型,并结合液压缸系统模型,设计模糊PID控制器实现对锻造操作机夹钳末端的运动跟踪.对夹钳在竖直平面运动进行轨迹规划并确定运动过程中液压驱动各单元所需提供的驱动力.基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,在给定负载情况下,分别对夹钳的竖直提升运动、水平运动以及俯仰运动进行仿真分析,得到系统单位阶跃响应与正弦响应跟踪曲线及误差曲线.研究结果表明:基于该新型锻造操作机,采用模糊PID控制器能够快速、精确地获得新机构的性能参数并高效地完成跟踪,使系统保持良好的稳态性能与动态特性.