船用挖掘机机械臂刚柔耦合动力学及特性研究

将船用挖掘机机械臂结构近似处理成带末端集中质量的柔性悬臂梁。考虑机械臂轴向变形,用拉格朗日定理建立其刚柔耦合的动力学方程,用数值方法求解相关参数一阶固有频率灵敏度,获得机械臂振动固有频率及相关参数变化关系。应用NASTRAN、ADAMS等软件建立柔性臂架、柔性变幅绳、柔性抓斗提升钢丝绳、刚性支架、刚性回转平台的船用挖掘机机械臂系统虚拟样机模型。结合该机械臂系统结构及工况特点进行动力学仿真分析,获得系统位移、速度、加速度及连接点铰接力、机械臂的动态应力等动态性能。并对结果对比论证,为进一步研究机械臂工作稳定性及运动精度控制提供依据。     

面向模块化、智能化、参数化的产品变型设计技术研究

变型设计是企业目前广泛采用的机械设计方法。在对参数化、模块化与系列化产品变型设计之间关系进行分析研究的基础上,结合广义模块化技术,采用基于实例的设计CBD(case-based design),利用参数化设计的"自上而下"设计(Top-Down Design)模式,形成了参数化、模块化、智能化相结合的系列化产品变型设计方法。并利用Solidworks二次开发技术及VB开发程序,实现了门式起重机系列产品的变型设计。     

A512型细纱机改装吊锭的方法

我公司配置有A512型、A513型细纱机119台,其喂入机构为双层四列粗纱架,粗纱支承形式为托锭.由于使用年限长,粗纱托、粗纱支柱磨损严重,致使粗纱在退绕过程中旋转不灵活,造成粗纱意外牵伸及断粗纱现象,影响成纱质量.我们先后采用R2P36型牵伸装置、气动V形牵伸对细纱机牵伸部分进行了改造,针对粗纱喂入机构,我们采取了一种简单易行的改造方法,将细纱机原双层四列粗纱架托锭形式改装为单层四列粗纱架吊锭形式.     

基于BP-HGA的起重机刚性支腿动态优化设计

针对门式起重机刚性支腿结构动态特性的复杂性和非线性,利用参数化有限元模型和BP神经网络,建立刚性支腿设计变量和最大动应力、弯曲动刚度及顶部最大动位移之间的映射关系.对于建立的神经网络模型,采用混合遗传算法(HGA)构造基于模糊动态罚函数的适应度函数引导遗传算法的搜索方向,寻求刚性支腿隔板、侧板的布置及尺寸最优化,并满足低应力、高固有频率及轻量化的要求.开发了某型号门式起重机刚性支腿多目标动态优化设计系统.应用结果表明,采用该优化方法能够有效地实现起重机刚性支腿的动态结构优化,显著提高了设计质量和效率.     

大规模定制下的参数化设计技术研究

大规模定制环境下,改变参数化设计的流程,将产品的开发设计过程划分为创造性的详细开发过程和敏捷性的定制设计过程.利用广义模块化技术和全息建模技术构建产品族的主结构、主模型、主文档,实现产品的详细开发过程,利用基于知识的配置设计实现产品的定制结构,采用与数据库关联的整体控制局部的模块化变型设计方法实现产品的变型设计.实际应用表明模块化的设计方法、基于知识的配置设计和变型设计是实现大规模定制参数化设计的行之有效的技术方法,极大地提高了参数化设计的效率.     

基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵动态特性分析

为开发新式高性能轴向柱塞泵,在分析柱塞泵工作原理和运动规律的基础上,采用Kane-Huston方法建立轴向柱塞泵机液耦合作用的多体力学模型,根据轴向柱塞泵流体特性及控制原理建立其液压系统模型,并构建二者实时接口连接的虚拟样机模型。建立某型号斜盘式轴向柱塞泵的虚拟样机模型并进行数值求解和仿真模拟,数值计算和仿真结果基本一致。研究柱塞泵机-液耦合作用下的运动特性,泵出口流量及压力脉动特性以及柱塞泵的流量控制特性,并研究柱塞泵相应动态特性的影响因素及其变化规律。基于虚拟样机技术的建模、仿真研究方法,能够全方位预测轴向柱塞泵的各项性能,正成为轴向柱塞泵性能研究的重要手段。     

面向起重机起升机构CAD/CAE设计的知识重用方法研究

为快速响应竞争日趋激烈的市场需求,提出面向起重机起升机构CAD/CAE设计的知识重用方法.结合起重机设计特点,研究了知识重用相关理论,知识的特点、分类及表示方法.研究了基于规则推理(RBR)和基于实例推理(CBR)的混合推理的知识重用技术,包括知识库、规则库、实例库的建立方法,模块实例的检索、修改方法等.分析了起重机起升机构参数化CAD/CAE设计的知识重用的实现过程,以起升机构组成模块CAD/CAE设计实例进行说明.面向起重机起升机构CAD/CAE设计的知识重用方法,为起重机等机械产品系列开发提供方法依据.     

基于可拓重用的液压挖掘机结构性能方案设计

针对基于实例推理(CBR)重用技术的形式化表示及推理方法的局限性,基于可拓设计的物元理论, 采用基于CBR的可拓重用方法建立产品设计实例库,采用可拓区间距的检索算法及定性和定量相结合的推理方法, 获取相似设计方案实例. 研究了基于可拓集合方法的数据挖掘技术,采用一种改进的FP-growth关联规则算法,应用可拓变换方法对产品方案设计进行知识规则挖掘,支持产品方案设计过程的适应性修改.建立方案设计区间多属性灰数关联评价模型, 优选最佳方案设计.以液压挖掘机结构方案设计为例,利用VC++和SQL开发液压挖掘机结构方案设计及评价系统, 结果验证可拓重用方法的有效性和可操作性．     

制冷用大容量四通阀轻量化设计技术研究

为实现制冷用大容量四通阀轻量化设计,结合四通阀的结构特点及操作工况,建立其极限耐压工况的有限元分析模型,通过耐压爆破强度实验验证了有限元模型及强度分析的正确性。在此基础上采用基于尺寸优化的理论进行四通阀轻量化设计,对优化后的模型再次进行耐压强度仿真分析及实验验证直至满足四通阀耐压强度实验规范。结果表明:轻量化设计后的四通阀结构强度符合规范要求,且应力分布均匀。阀体质量降低了14. 07%,达到减轻质量节约成本、方便空调机组现场安装、改善空调机空间布局等目的。     

基于刚柔耦合的液压挖掘机机械臂非线性动力学研究

为准确描述液压挖掘机机械臂动动力学模型,根据柔性多体动力学理论,采用模态函数描述臂架的弹性变形,利用LAGRANGE定理和虚功原理建立挖掘机臂架系统刚柔耦合的非线性动力学方程。对已建立的动力学方程利用MATLAB进行数值求解, 运用仿真软件ADAMS及NASTRAN建立液压挖掘机机械臂刚柔耦合模型并进行仿真分析,通过对比二者结果表明动力学方程建模方法的正确性。运用数值求解的方法进行模态计算和动力学响应分析,求解相关几何参数的一阶固有频率灵敏度,分析了影响机械臂动力学特性的主要模态参数,为进一步研究其结构优化及运动精度控制提供依据。