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.     

挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真

采用Pro/E软件建立了单斗反铲液压挖掘机工作装置的三维实体模型。将此模型导入ADAMS软件中,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。运用step函数模拟了挖掘机工作装置的一个工作循环,及它在该循环中受到的切向挖掘力、法向挖掘力和物料重力。通过仿真,得到了受力较复杂的3个铰接点所受载荷随时间变化的曲线,为挖掘机机构的设计提供了依据。     

挖掘机工作装置运动学仿真

以日立EX200LC-5型反铲液压挖掘机为对象,采用proe建立液压挖掘机的工作装置虚拟模型,采用Adams软件进行运动学仿真,模拟挖掘机正常工作状态.运用运动学仿真结果计算最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大挖掘高度与已有的20t日立挖掘机参数进行比对,两者结果吻合较好.对挖掘机工作装置进行优化,使工作装置最大挖掘半径变大,其工作更有效率.     

基于刚-柔混合建模的时变结构动力学分析

为适应液压挖掘机高速、轻量化的要求，以具有时变固频特性的液压挖掘机工作装置为研究对象，提出了以角加速度判断时变结构的关键工况，利用刚性多体动力学和有限元方法对液压挖掘机在整个作业循环中的动力学特性进行建模和分析.分析了液压挖掘机工作装置在受力最大处的动态应力分布，并与传统刚性体模型的分析结果进行了比较.结果表明，刚 柔混合建模方法与刚性体建模方法相比，获得的位移和应力较小，反映出以往的设计偏于保守，为轻量化设计提供了依据.     

挖掘机反铲装置优化设计的方法与策略

根据挖掘机反铲工作装置优化设计中存在的问题，提出了相应的处理方法和对策。提出了优化设计模型及优化设计的控制方法。     

挖掘机铲斗强度分析

以WY100C 液压挖掘机(斗容量为1 m³)为样机, 对挖掘机反铲工作装置--- 铲斗应用Pro/ E 建立实体模型, 并应用Pro/M ECH ANICA 模块对挖掘机铲斗的设计模型在受最大应力的危险工况下进行有限元强度分析。分析结果表明, 挖掘机铲斗的前部斗齿、斗后壁耳板的根部、铰接处和补强区域是最危险的部分, 设计时应重点考虑其强度要求, 其它部分相对较安全。挖掘机反铲工作装置-铲斗的强度分析为铲斗的设计及改善铲斗的性能提供了理论依据。     

液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究

为了使液压挖掘机达到节能的目的，提出了一种应用于并联式混合动力液压挖掘机系统的控制策略.分析了该并联式混合动力液压挖掘机系统的结构，建立了其仿真模型，归纳了其工况的特点，从而确立了以发动机燃油经济性和电池荷电状态（SOC）为优化变量的控制策略.该控制策略设立了多个发动机工作点和SOC工作上、下限，在工作中通过比较SOC当前值与其限值来自动切换发动机的工作点或工作段.仿真结果表明，该控制策略在挖掘及平地两种工况下均能使发动机保持较好的燃油经济性，同时电池SOC也能稳定在设定的72.5%～88%范围内，有利于系统的高效稳定工作.     

GPS RTK技术在昭平台水库水下地形测量中的应用

介绍了由GPSRTK定位设备与数字测深仪组成的水下地形自动测量系统的工作模式与测深方法,结合实际应用证明该项技术优于传统测深方法,是一种采用GPS卫星技术的先进测深技术.     

电测深法各装置形式之探测效果研究

选取2-5层水平层状地电模型,采用不同的电阻率和深度组合,正演了四极、三极、偶极、五极纵轴和微分五种装置的电测深曲线.结果发现,对同一水平层状地电模型,五种装置的测深曲线无任何实质性差异,亦即它们的探测效果不可能有实质性差异。这一结论与有些学者所持的微分测深装置具有独特探测效果一说强烈冲突,谨希望能引起业内同仁的注意与探讨。     

地下三维体上电测深曲线规律

以均匀半空间中等轴状三维地质体为例，利用边界积分方程法对对称四极和温纳尔2种装置的电测深进行数值计算，并与相应解析表达式的计算结果进行对比；用数值模拟方法研究了均匀半空间中板状体的对称四极、温纳尔等装置电测深拟断面图“看得见但看不穿”的规律，研究结果表明：温纳尔、偶极等测深装置不仅能“看到”而且能“看穿”地下三维体，而对称四极装置及交流电法中采用平面波场的CSAMT，AMT等观测方式通常只能“看到”但不能“看穿”三维异常体；在对称四极测深装置中心剖面上，根据水平板状体的规模及埋深等因素，可分别将其视为一维层状体或均匀半空间处理，这对野外实际工作具有指导意义。     

平地机工作装置混联机构简化位置正解分析

为了研究平地机工作装置的运动学特性,提出工作装置混联机构简化位置正解的分析方法.根据平地机工作装置结构及各部件运动副关系,抽象出工作装置机构模型.基于平地机作业方式特点,对该机构进行分解和分析,确定少自由度并联机构为该机构的主体.利用螺旋理论对该并联机构进行自由度分析,采用数值分析法对该并联机构进行位置正解分析,并基于ADAMS实现平地机工作装置并联机构部分的位置正解分析.现场的物理试验表明,对于工作装置并联机构部分的位置正解,试验结果与计算机仿真结果基本吻合,最大误差不超过3%,满足平地机工作装置的精度要求;从而验证了所提出的分析方法的有效性.依据该理论基础,通过进一步的分析,获得平地机混联机构工作装置的运动学特性,最后讨论该机构设计要点,为工作装置设计和优化奠定理论基础.     

装载机工作装置动态模拟显示

通过对装载机工作装置各杆件间运动的分析,编写了一套装载机工作装置动态模拟显示软件,为工作装置杆件调整提供了依据。     

摊铺机工作装置的作业状况分析

摊铺机工作装置的作业性能好坏直接影响着摊铺机的整机摊铺效果，在设计中需要重点对其进行分析.从摊铺机的摊铺机理入手分析了工作装置熨平板的工作原理及受力状况，给出了平衡方程，从理论上证明了熨平板的自找平特性；分析了施工过程中影响摊铺质量的5个主要因素，以及在这些因素影响下摊铺机工作装置的调整过程，并采用仿真方法模拟了物料阻力变化这一因素影响下工作装置的调整作用情况.可以作为摊铺机整机及控制系统设计的理论依据.     

空间可重复锁紧装置可靠性评估

为了对空间可重复锁紧装置在轨执行多次锁紧分离动作的任务可靠性进行评估,针对装置在轨受到航天器交会对接冲击和空间环境下性能退化综合作用的特点,建立了考虑冲击与退化相依竞争失效的可靠性评估模型。首先,以空间可重复锁紧装置的功能、结构及工作原理为出发点,结合在轨主要故障模式确定可靠性特征量。其次,同时考虑在轨承受极端冲击和累积冲击两种情况,构建冲击作用下的性能退化模型,并针对装置小子样、高可靠、长寿命特点,采用加速退化试验和贝叶斯方法进行模型参数估计。然后,基于冲击与退化过程的相依竞争失效理论,建立装置可靠性评估模型。最后,以某型号空间可重复锁紧装置为例,开展装置在轨冲击承载模拟试验及加速性能退化试验,同时融合相似产品历史试验数据,采用贝叶斯公式进行模型参数估计,得到装置可靠度函数曲线。研究结果表明,装置在轨运行25 a后仍能以0.973的高可靠度运行,评估结果符合工程实际;运用所提出的方法及模型,能够紧扣装置在轨任务工况,结合试验和研制数据综合进行可靠性评估,为在轨任务可靠性分析提供了有效的技术途径,为设计改进和使用策略制定提供了理论依据。     

捞渣装置吊臂焊接结构改进

吊臂是铝电解捞渣装置的关键部件,也是主要承力部件,在实际工作状况下经常发生断裂。为此,建立了基于ANSYS Workbench的某型号捞渣装置吊臂的有限元模型,且进行了实际工况下的应力应变计算,并以此为依据对吊臂进行改进设计。改进后的吊臂结构的机械性能得到了明显的提升,其使用寿命也得到了较大的提高。     

柴油机谐振系统的冲击响应分析

运用有限元的方法,建立了柴油机重要部件——隔振系统架的计算模型,对其冲击下的状况与正常工作状态下的情况进行了对比研究,评估了其抗冲击能力,为柴油机隔振系统的结构改进和设备的冲击保护装置设计提供了依据。     

液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

沙棘果采摘装置气吸输送系统的仿真分析

国内沙棘果的采摘以人工传统剪枝采收果实的方法为主,对沙棘资源破坏巨大。本文研制了一款适用性强、操作简单、稳定可靠的气吸式沙棘采摘装置,在采摘装置机械系统设计的基础上,运用流场仿真分析软件FLUENT对采摘装置的气吸管道进行建模仿真,得到了气吸管道内气体压力云图及速度云图,确定了采摘沙棘果的最佳工作参数,对于气吸式沙棘采摘装置的进一步设计提供了指标参数依据。     

水液压轴向柱塞马达

针对水下作业对水液压执行元件的迫切需求,提出为水下旋转作业工具研发高性能的水液压轴向柱塞马达.根据水的理化特性及液压马达的工作原理,建立水液压轴向柱塞马达的物理模型,对其输出特性包括转矩、转速、脉动等进行仿真分析和试验验证.试验结果验证了模型准确性,得到进出口压差和输入流量对马达输出特性的影响,为水液压马达的研发与改进提供了依据.