基于DEM-MBD耦合的液压挖掘机动力学仿真分析

在实际工况下,液压挖掘机工作装置受到的载荷较大且具有强时变性,因此工作装置各组成杆件及液压缸较易出现各种形式的失效。针对以上问题,选取某型号液压挖掘机作为研究对象,根据液压挖掘机工作装置实际挖掘物料工况,利用多体动力学软件ADAMS建立液压挖掘机虚拟样机模型并利用离散元软件EDEM建立物料模型。通过DEM-MBD耦合仿真分析方法,对液压挖掘机工作装置进行动力学仿真分析,主要获取挖掘物料过程中铲斗受力变化曲线、不同时刻铲斗受力云图,通过对其分析,能够获取铲斗在挖掘作业过程中受力变化情况,为铲斗的有限元分析、优化设计提供理论依据。     

基于RecurDyn液压挖掘机工作装置动力学分析与仿真

以YC60-7液压挖掘机为研究对象,其反铲工作装置是一个开链的四杆机构,采用SolidWorks软件建立该挖掘机工作装置的三维实体模型,应用向量法建立挖掘机工作装置的动力学模型,并运用RecurDyn进行动力学仿真,获得挖掘机的工作包络图和相关工作参数,并对主要铰接点进行受力分析。分析结果表明:工作装置的最大挖掘高度、挖掘半径、卸载高度和厂家提供的数据误差在0.35%左右。通过仿真分析,为挖掘机工作装置的优化设计提供了依据。     

基于ADAMS的液压挖掘机建模与仿真分析

以某型挖掘机为研究对象,利用Solidworks建立三维模型并完成装配,导入ADAMS中,通过添加约束条件建立虚拟样机系统。基于ADAMS进行仿真分析,获得主要铰接点处的受力曲线、加速度曲线及挖掘范围,提出将加速度曲线与对应点受力曲线进行对照,探讨两者的相关性,分析加速度的变化对挖掘机铰链处受力曲线的影响,为挖掘机铲斗、动臂、斗杆的强度校核提供数据支持,有利于进一步对挖掘机进行优化和设计。     

挖掘机斗杆载荷谱测试方法及其数据处理

为编制液压挖掘机斗杆载荷谱,提出了液压挖掘机斗杆载荷谱测试方法,并对某型号液压挖掘机进行现场测试试验。采集了此机型实际作业过程中典型工况和极限工况的各油缸大小腔压力以及油缸伸缩量的时间历程曲线。以挖岩工况的试验数据为对象,利用Ncode对数据进行时域分析和频域分析,并进行去除趋势项以及滤波等预处理。对挖掘机工作装置进行了受力分析,建立力系平衡方程,利用MATLAB求出斗杆各铰点受力的时间历程。斗杆各铰点受力具有周期性,不同作业段的载荷差异较大,故以作业段为单位进行平稳性和各态历经性检验。通过对数据处理结果的对比和分析,为进行载荷谱编制以及室内模拟实验做准备。     

基于ADAMS的微型压力机多连杆机构运动学及动力学分析

压力机输出部件滑块的运动学特性和各连杆铰接点的受力情况是评价微型压力机工作质量的重要指标,该微型伺服压力机多连杆机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联而成,并能满足压力机工作要求。通过对该多连杆机构和一般曲柄滑块机构的运动学及动力学分析作对比,阐述了该机构滑块的位移、速度、加速度及铰接点的受力情况相较于一般曲柄滑块机构的不同特性。     

液压挖掘机动臂铰点受力分析的方法研究

挖掘机在施工过程中,挖掘状态的不同直接影响到动臂铰接点处受力的大小。针对液压挖掘机动臂铰链连接处频繁发生断裂的问题,提出了一种基于支持向量机在动臂铰接点处受力的研究方法。基于支持向量机,利用ADAMS仿真找出了动臂铰点中受力最大的铰点,确定了影响铰点处受力的主特征量,搭建了动臂铰点受力支持向量机预测模型。利用MATLAB对支持向量机模型进行验证,实例验证了支持向量机对动臂铰点受力预测的可行性,相对于BP神经网络在小样本上更加精确,并为动臂工况参数的选择提供了依据。     

液压挖掘机工作装置动力学分析与仿真研究

应用机器人学理论,建立了三自由度液压挖掘机工作装置的运动学和拉格朗日动力学模型,得出了工作装置关节转矩与铲斗末端位置、速度和加速度之间的关系,并用Matlab对末端沿直线轨迹运动时的动力学进行了仿真。研究结果可以用于挖掘机工作装置的轨迹规划和运动控制。     

基于ADAMS的液压挖掘机仿真与优化分析

为了对液压挖掘机进行整体性分析和改进,首先在ADAMS环境下建立挖掘机仿真模型,并在空载和加载情况下对模型进行动力学仿真分析,通过对比仿真曲线与实际样机工况,验证了模型的正确性,然后在模型的基础上对挖掘机工作装置进行优化,经验算证明优化后的工作装置能有效地提升挖掘机工作装置的效率,具有良好的应用前景。     

挖掘机工作装置运动学建模与仿真

以液压挖掘机的工作装置为目标,分析运动学三种状态空间变量间的关系,在MATLAB/Simulink仿真环境下对系统进行运动学建模与仿真.通过给定铲斗末端轨迹,求解分析同转马达、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的位移变化关系以及给定执行器位移变化图求解末端轨迹,验证了运动学模型的正确性.基于正运动学分析和装置工作原理,实现了...     

基于ADAMS自卸车液压举升缸铰接点位置优化分析

自卸车液压举升机构由本车发动机提供动力实现车厢卸下和回位,以此实现货物的快速高效运输。以某自卸车举升系统为研究对象,对该车液压举升缸铰接点位置为优化设计对象,建立系统的虚拟样机模型,对液压举升机构的运动学和动力学特性进行分析,并对举升机构液压缸的铰接点位置进行优化设计。利用ADAMS建立自卸车后置直顶式液压举升系统的仿真模型,对后置直顶式液压举升机构进行优化设计,考虑边界约束、不干涉性约束、举升缸最大摆角约束、举升缸安装长度约束和最大缸径约束以及最大举升容量约束等6个约束条件。以举升缸最大长度最小为优化目标,确定了举升缸的参数后,再以举升缸的最大举升力最小为目标对举升机构进行优化分析,得到了液压缸铰接点的最佳位置,使得最大长度减少了14.5%,最大举升力减小了1.47%,为改进设计提供有力的依据。最后进行试验分析,验证了理论分析的准确性。     

挖掘机自动挖掘轨迹规划与动态优化控制

以挖掘机为研究对象,建立挖掘机工作装置运动学和动力学数学模型,通过五次多项式插值方法将运动轨迹离散,采用MATLAB编写离散运动轨迹程序并将其计算结果与ADAMS仿真结果进行对比,最终确定动力学模型参数;其次,建立基于动力学模型的Simulink和ADAMS联合仿真模型,在动态控制中采用PD控制方法,进行轨迹规划联合仿真并试验。结果表明：基于动力学模型的运动轨迹控制方法可以有效避免始末位置和液压缸输出力变化的突变,采用动态控制中的PD控制方法,得到的收敛趋势相较于未优化的要收敛近50%;液压缸输出力变化稳定,其误差在5%附近,提升了自动挖掘运动轨迹控制精度。     

挖掘装载机工作装置运动特性分析及控制

针对挖掘装载机多路阀阀口流量控制稳定性不够、导致整机工作效率不高的问题,建立多路阀电液比例控制系统模型,实现挖掘装载机多路阀流量智能调控。基于D-H原理实现装载工作装置运动学和动力学分析;运用MATLAB/Simulink建立装载工作装置的机电液耦合仿真模型;设计PID控制算法实现液压多路阀口流量智能控制,提高装载工作装置运动精度和控制效果。仿真结果表明:基于Simulink平台能够准确高效建立复杂系统机电液联合仿真模型,满足铲斗的平移性和装载工作装置定角度运动的要求。     

工作装置匹配特性对挖掘机挖掘性能的影响研究

为研究液压挖掘机理论挖掘力与主动液压缸充分发挥比之间的匹配特性对挖掘性能的影响规律,以主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比为一设计因素、以实际挖掘力与设计最大挖掘力之比为另一设计因素,考虑不同挖掘工况建立目标匹配函数。以某36.5 t反铲液压挖掘机为例,通过匹配工作装置铰点位置和设计因素的权重系数来建立优化匹配方案,基于图谱叠加法分析验证不同优化匹配方案对挖掘性能的影响。结果表明：减少主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比,增大实际挖掘力与设计最大挖掘力之比权重系数,使得动臂和斗杆的尺寸增加,铲斗和连杆尺寸减少,工作装置各项作业范围参数均有提高;铲斗挖掘和复合挖掘在闭锁限制比变化不大且主动缸充分发挥比有所降低时,使得二者最大挖掘力均有提高,而斗杆挖掘性能表现与之相反。     

液压挖掘机可回收潜能研究

为最大限度地挖掘液压挖掘机的可回收潜能,以某公司8 t级液压挖掘机为研究对象,开展了液压挖掘机各执行机构可回收能量大小研究。基于液压挖掘机各执行机构工作原理,建立了挖掘机机械结构及可回收能量液压系统模型。以液压挖掘机国际通用标准工作循环,仿真分析了挖掘机各执行机构可回收能量大小,并通过试验验证了数学模型及仿真结果的正确性。研究结果表明:标准工作循环,液压挖掘机动臂、斗杆及回转机构可回收能量分别为33.21、11.76和18.74 k J,为液压挖掘机能量回收系统的开发提供了理论基础。     

基于ADAMS和AMESim的挖掘机挖掘运动轨迹控制联合仿真

利用三维建模软件Pro/E建立了挖掘机工作机构模型,将其导入动力学分析软件ADAMS。在ADAMS中添加约束,设置了材料属性、工作载荷等,构建了挖掘机工作机构虚拟样机模型。采用仿真软件AMESim建立了挖掘机工作机构电液控制系统仿真模型。搭建了虚拟样机与电液控制系统的联合仿真模型,对挖掘机在典型挖掘工况下的运动轨迹控制进行了联合仿真,仿真结果表明:挖掘机3个工作液压缸的实际位移能较好地跟踪目标位移,实现了挖掘机运动轨迹的闭环控制,为后续的试验研究提供了理论基础。     

力反馈设备运动学分析及轨迹规划

针对于人体的复杂组成,要求力反馈设备必须具有精确稳定的工作性能。介绍了设备的构件组成和工作方式,运用D-H参数法建立每一个杆件的坐标系,得到了相邻杆件之间的齐次变换矩阵。经过运动学分析,得到了力反馈设备运动学特征方程。利用ADAMS进行设备的轨迹规划,理论分析和实际仿真结果表明该力反馈设备结构具有良好的运动特性。     

液压挖掘机液能回收再利用节能装置的设计

为了对液压挖掘机进行节能减排,采用流量再生和电液比例节流阀控技术,设计一种液压挖掘机液压能回收和再利用节能装置.阐述该装置的节能原理和3种工况的工作原理.采用运动控制器、传感器、电磁阀及相应的信号调理板组成电控系统,运用C#语言和CODESYS编程语言分别开发了上位机和下位机测控软件.经过设计加工阀块和购买元件,搭建了...     

交通锥回收机械手液压缸铰接点位置优化

基于一种交通锥回收机械手液压缸铰接点位置对交通锥回收稳定性的影响,研究了其液压缸铰接点位置与交通锥运动、受力之间的关系,建立了以最小化交通锥水平加速度峰值为目标的液压缸铰接点位置优化模型,通过罚函数将有约束优化问题转化为无约束优化问题,形成了新的目标函数,利用粒子群优化算法,求得液压缸铰接点位置的最优解。对优化前后的模型进行仿真,仿真结果表明,在满足液压缸最大工作压力限值的前提下,液压缸铰接点位置的优化大幅度降低了交通锥水平加速度的峰值,提高了交通锥回收的稳定性。