曲柄驱动双肘杆传动机构的设计与优化

为加工高强度、回弹大的轻量化板材,设计了一种曲柄驱动的立式传动肘杆伺服压力机。采用ADAMS软件对比分析了两种不同传动机构的工作特性。针对曲柄立式传动肘杆机构,通过矢量法建立滑块变速移动特性的运动学方程;运用ADAMS对传动机构各尺寸变量进行敏感度分析,以减少设计变量,再运用遗传算法对传动机构进行多目标优化,以减小滑块最大速度、滑块最大加速度和机构高度为优化目标。研究结果表明,优化后的曲柄立式传动肘杆机构的工作性能有较大提高,滑块最大速度降低了8.5%,滑块最大加速度降低了37.6%,曲柄最大扭矩降低了9%,机构高度降低了1%;同时该机构具有良好的保压性能和急回特性。     

基于遗传算法的冷锻压力机广义肘杆机构的多目标优化

建立了冷锻压力机广义肘杆机构的向量化运动模型,并以此为基础确定了由曲柄存在条件、极位传动角条件、摆杆限位条件、滑块侧向力不换向条件、下连杆最大偏角条件、下死点直线传力条件、工艺性条件和行程限定等组成的约束方程组.提出了“产品经济性”、最大扭矩、工作区速度和最大加速度等指标相结合的优化适应度函数,使用遗传算法计算得到了杆系参数的工程最优解.与原参数相比,最优解的综合性能提升了2.94％.     

基于遗传算法的冷锻压力机广义肘杆机构的多目标优化

建立了冷锻压力机广义肘杆机构的向量化运动模型,并以此为基础确定了由曲柄存在条件、极位传动角条件、摆杆限位条件、滑块侧向力不换向条件、下连杆最大偏角条件、下死点直线传力条件、工艺性条件和行程限定等组成的约束方程组。提出了"产品经济性"、最大扭矩、工作区速度和最大加速度等指标相结合的优化适应度函数,使用遗传算法计算得到了杆系参数的工程最优解。与原参数相比,最优解的综合性能提升了2.94%。     

机械压力机工作机构合理性探讨

以公称压力800kN、滑块行程130mm、滑块公称压力行程5mm、滑块行程次数75min-1的机械压力机为应用研究背景,设计了常见的三角形连杆、上连式三角形上肘杆、下连式三角形上肘杆共三种类型的三角肘杆式压力机工作机构,分别建立其运动学与动力学的模型,并以滑块行程为130mm作为约束条件,以滑块在5mm公称压力行程内的最大速度最小化作为优化目标,通过计算机优化分别确定出了该三种类型的工作机构的结构尺寸.进一步建立了该三种类型机构的三维结构模型,然后分析对比这三种不同类型机构的速度、加速度、曲柄扭矩、机架水平合力波动范围及机架竖直方向波动范围等参数.分析结果表明,这三种类型中的三角形连杆式工作机构的综合性能较为理想.     

二自由度九杆传动机构参数对曲柄扭矩的影响

应用MSC.ADMAS软件建立二自由度九杆机构的虚拟样机模型,研究了滑块在全行程负载条件下双曲柄上的扭矩分配情况。在分析三角肘杆在机构放大特性中的作用后,通过改变三角肘杆尺寸参数提高机构放大性能,并且使在公称压力行程内双曲柄上的最大扭矩趋于均衡,避免单个曲柄所需扭矩过大从而导致单台电机功率过大的问题。     

回转头压力机不同的工作机构动态特性的研究

简要分析了回转头压力机使用的传统曲柄滑块工作机构的工作原理及优缺点,论述了肘杆式工作机构的工作原理及优势。以公称压力20 kN、滑块行程25 mm、滑块公称压力行程4 mm的高速回转头压力机为应用研究背景,设计了3种不同类型的肘杆工作机构,分别建立其运动学模型;并以滑块行程为25 mm作为约束条件,以滑块在4 mm公称压力行程内的最大速度最小化作为优化目标,通过计算机优化分别确定出了该3种类型的工作机构中的各个构件尺寸。进一步建立了该3种类型机构的三维结构模型,然后分析对比这三种不同类型机构的滑块位移、速度、加速度等特性参数。分析结果表明,这3种类型中的"连杆曲线"型六连杆机构的综合性能较为理想。     

伺服压力机双动肘杆机构的设计与研究

针对伺服机械压力机双动肘杆机构双自由度的特点,采用逆推设计原理对双动肘杆机构的主肘杆系统进行解耦,以滑块下死点作为起点进行设计分析,利用矢量方程解析法与动态静力学方法建立机构运动学与动力学的数学计算模型;采用MATLAB软件优化工具箱对主肘杆系统的运动学与动力学的多目标函数进行优化,得到了满足公称压力行程滑块速度波动小以及所需机构驱动扭矩小的一组参数;采用ADAMS软件对已有的等长肘杆机构、三角肘杆机构以及双动肘杆机构进行建模仿真,并对滑块的运动状态以及曲柄所需扭矩情况进行对比分析,得出双动肘杆机构符合伺服压力机设计要求。     

机械压力机肘杆式工作机构运动学建模与分析

为了分析机械压力机工作机构的运动学特性,应用矢量方程解析法对曲柄肘杆机构进行了运动学分析,在封闭矢量图基础上建立了机构的位移方程,推导了对应速度方程和加速度方程,并得到待求量的解析式;采用机构数值分析法对运动学模型进行了求解分析,设计了运动学方程计算程序框图,基于MATLAB软件编写了计算程序,对非线性运动学方程进行数值求解,并对计算结果进行图形化处理,得到了肘杆摆角以及滑块位移、速度和加速度运动曲线;利用计算结果定量分析工作机构的肘杆摆角极限、最大滑块行程、滑块平均速度与标准方差,并验证了曲柄肘杆机构的设计合理性。     

肘杆式压力机运动学和静力学分析

以6000kN肘杆式压力机为例,绘制肘杆杆系运动简图,并对其进行运动学和静力学分析;通过计算推导出滑块位移方程和曲柄扭矩方程,再根据方程绘制滑块位移、速度、加速度曲线图和曲柄扭矩曲线图,结合曲线图详细阐述肘杆式压力机的特点;最后对比曲柄连杆式压力机进一步说明肘杆机构的优越性。为肘杆式压力机的进一步研究和优化提供参考。     

伺服压力机传动系统动态特性分析与研究

为了提高伺服压力机传动系统的动态特性,建立了曲柄肘杆传动系统的结构简图,运用矢量方程法建立了该机构的几何参数数学模型,然后根据等效转动惯量的转换条件建立了该系统的等效转动惯量数学方程,最后通过MATLAB软件建立了该系统的数学模型,分析得出该机构在主滑块不同行程长度时所对应的等效转动惯量幅值曲线,并分析了在伺服电机恒扭矩输出时曲柄的加减速性能。分析结果表明,通过减小该机构的主滑块行程长度,可以明显减小转动惯量,提高曲柄的角加速度,从而提高该系统的动态性能。     

压铸机肘杆机构建模与优化设计

根据压铸机肘杆机构的运动和力学特性,推导出考虑摩擦时,肘杆机构锁模力的相关计算公式。分析和试验结果表明:在压铸机肘杆机构锁模过程中,锁模油缸压力随着行程增加,增力比也随着行程增大,而且比压力增加更快。油缸压力最大值处对应的增力比,就是需要的增力比。     

基于CAPSO-RBF的磁悬浮系统控制研究

为解决传统控制器磁悬浮球系统快速性和稳定性易受干扰等问题,建立云自适应粒子群优化（CAPSO）的RBF神经网络监督控制器。通过RBF神经网络学习整定PD控制器的输出后采用云自适应粒子群算法对RBF网络的3个参数进〖JP+1〗行归一动态优化。采用原有RBF神经网络梯度下降法、粒子群算法、云自适应粒子群算法分别训练后进行对比控制仿真。结果表明：基于CAPSO-RBF的混合控制算法实现了磁悬浮球系统自适应控制,其动态性能和稳态性方面有较好的提升。     

八连杆压力机传动机构的优化设计

在ADAMS中建立传动机构的铰接点,连接各点建立八连杆机构的虚拟样机模型。参数化各铰接点的横纵坐标作为设计变量,比较各设计变量对工作行程内滑块速度标准差的影响,选择敏感度较大的设计变量作为优化变量。基于曲柄存在条件建立约束关系,以工作行程内滑块速度标准差的最小值作为优化目标。采用广义简约梯度法,引入松弛变量将不等式约束转化成等式约束,用非基变量表示基变量,将目标函数改写成关于非基变量的表达式,进行迭代计算得到优化结果。适当调整优化后设计变量的值,得到最终的结果。与优化前机构对比,工作行程内,最大速度由590 mm·s~(-1)降至425 mm·s~(-1),速度标准偏差由175 mm·s~(-1)降至120 mm·s~(-1)。     

基于混沌粒子群算法的钛合金薄壁筋铣削变形优化

针对薄壁筋受铣削力影响易变形的问题,提出一种基于薄壳划分和周期性施加铣削负载的变形仿真方法,通过仿真和试验两方面对比研究,分析了薄壁筋的变形过程并得出其变形规律。为了解决标准粒子群算法在优化铣削参数时容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于变异算子与自适应动态惯性权重的改进混沌粒子群算法,并以变形量为约束,铣削力最小为目标优化了铣削参数。结果表明:改进后的混沌粒子算法在全局搜索能力和计算速度方面相比粒子群算法显著提高,试验证明采用优化后的铣削参数组合可有效减小薄壁筋的变形。     

基于改进混合粒子群算法的机器人轨迹规划

针对机器人工作效率以及运行平稳性问题,提出一种基于改进混合粒子群算法的轨迹规划方法。建立新的模拟退火机制,并结合粒子群算法进行多目标优化;使用非线性惯性权重递减策略以及动态学习因子平衡局部和全局搜索能力。以某六自由度机器人(SFR-TA)为研究对象,使用5-7-5插值多项式构造轨迹曲线;利用权重系数法,将基于时间-脉动冲击的目标函数归一化处理以求得最优值。结果表明：相比于传统粒子群算法,该算法的运行时间更短,同时可有效减少机械臂脉动冲击,具有更好的稳定性。     

肘杆机构压力机滑块自锁的防止及虚拟样机设计

对肘杆机构压力机而言,滑块行程和有效压力行程较大,由于间隙和摩擦的存在,当结构设计不合理时,滑块在上死点的受力情况恶劣甚至发生自锁.针对这种现象,对滑块在上死点的受力进行分析,给出了滑块自锁条件.采用虚拟样机技术对结构进行分析,提出了结构的改进措施.改进后的分析结果表明,滑块受力情况和运动平稳性有了显著改善,改进后的结...     

基于改进粒子群算法的轧制负荷分配优化

应用改进粒子群算法,实现单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化。结合某厂单机架可逆冷轧机实际工况,建立了合适的轧制力数学模型并进行参数计算,以压下率为自变量,以轧制力成比例分配为目标,通过改进粒子群算法,得到最佳的轧制负荷分配。工程实践证明:与基本粒子群算法、遗传算法相比,改进粒子群算法具有计算精度更高、收敛速度更快、搜索能力更强等优点,是一种适于单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化的新方法。     

基于遗传算法的双曲柄伺服压力机杆系的优化设计

双曲柄伺服压力机具有低速急回和增力的特性。通过双曲柄杆系模型的建立,借助语言编程工具,利用遗传算法,进行单目标优化设计。据此设计了双曲柄杆系参数,分析了滑块位移、速度、加速度以及大齿轮所需转矩曲线。有效降低了伺服电机功率,为大吨位伺服压力机的设计提供一定的理论计算基础。