叉车门架动静态联合仿真及多目标优化

为了提高工程机械的力学性能和可靠性,减少传统物理设计的缺陷,实现机械结构的多方面优化,以某内燃叉车的门架结构为例,联合动力学分析方法及有限元技术,进行基于虚拟样机技术的叉车运动仿真分析,确保叉车门架运行的安全性与可靠性。针对货叉根部的应力集中现象,结合灵敏度分析,建立优化参数响应关系,实现货叉结构的多目标优化。结果表明:优化后货叉最大应力降低了13.8%,最大变形降低了20.9%,机械强度得到显著提升。     

叉车货叉的有限元分析及优化设计

叉车货叉在承受载荷时,叉根部位存在应力集中。对叉车货叉在交变载荷作用下的应力情况,采用有限元分析的方法,分析应力集中情况随叉根内径、外径和厚度3个参数变化的规律,确定在交变载荷条件下的最大应力点或危险工作部位,从而为货叉的设计提供理论依据,进一步对货叉进行了优化设计,使叉根部位应力集中得到了明显改善。     

基于VDI循环下叉车货叉架疲劳优化及试验验证

针对某型3.5t叉车货叉架疲劳断裂问题,在建立货叉架有限元模型基础上,运用拓扑优化法对货叉架进行结构优化,优化后的货叉架关键部位最大应力降低了33.64%。再以静态分析结果为基础,以VDI(德国工程师协会)循环实测的载荷谱为依据,基于Miner疲劳理论,对优化前后的货叉架有限元模型进行疲劳仿真分析,优化后的货叉架疲劳寿命是优化前的3.48倍。疲劳试验结果满足企业要求,该优化方法对货叉架结构优化设计具有一定的参考价值。     

基于Workbench的叉车货叉有限元分析

以2 t叉车货叉为例,对叉车货叉进行受力分析和计算,对货叉模型进行简化,应用Pro/E建立货叉的三维实体模型,并利用Workbench有限元分析软件对货叉进行静力学分析,得到2 t叉车货叉在满载工况下的应力和变形大小,为叉车货叉设计提供了参考。     

叉车AGV结构设计与仿真分析

设计了一种新型的叉车AGV结构,适用于智能化自动生产线的物料运送,叉车AGV主要部分包括底部与两组舵机和万向轮连接的对称式车身机构、为货叉机构提供支撑的前移机构、由叉架和叉臂等组成货叉机构及采用对角舵轮驱动的四轮式结构的驱动机构单元.运用有限元仿真方法对叉车AGV的关键零部件进行了网格化处理,获得了货叉及门架的应力和位移结果,表明该叉车AGV结构具有较高的安全系数.模态分析计算表明货叉的末端和门架的顶部是结构的薄弱部位,容易发生变形,需进行强化.采用ADAMS软件对叉车AGV的稳定性进行了动力学仿真试验与分析,结果显示所设计的叉车AGV在不同载荷运行工况下,空载状态时车身横摆角速度最大值为0.42°,当载荷1500 kg时车身侧倾角最大值为0.285°,运行性能稳定、抗倾覆性强.为新型叉车AGV的结构设计与性能分析提供了一种有益的方法.     

叉车AGV结构设计与仿真分析

设计了一种新型的叉车AGV结构,适用于智能化自动生产线的物料运送,叉车AGV主要部分包括底部与两组舵机和万向轮连接的对称式车身机构、为货叉机构提供支撑的前移机构、由叉架和叉臂等组成货叉机构及采用对角舵轮驱动的四轮式结构的驱动机构单元.运用有限元仿真方法对叉车AGV的关键零部件进行了网格化处理,获得了货叉及门架的应力和位移结果,表明该叉车AGV结构具有较高的安全系数.模态分析计算表明货叉的末端和门架的顶部是结构的薄弱部位,容易发生变形,需进行强化.采用ADAMS软件对叉车AGV的稳定性进行了动力学仿真试验与分析,结果显示所设计的叉车AGV在不同载荷运行工况下,空载状态时车身横摆角速度最大值为0.42°,当载荷1500 kg时车身侧倾角最大值为0.285°,运行性能稳定、抗倾覆性强.为新型叉车AGV的结构设计与性能分析提供了一种有益的方法.     

基于响应面法的风机塔筒门框多目标优化研究

针对大型风力发电机组塔筒门框极限工况下等效应力过大以及造价昂贵的问题,以某大型风力发电机组塔筒门框为例,利用ANSYS workbench软件建立了包含门框的塔筒底段有限元参数化模型。采用中心复合实验设计方法(CCD)设计了响应面模型,通过响应面分析,研究了门框尺寸变化对其所受等效应力的影响;同时基于响应面分析结果,采用Shifted Hammersley方法抽取了优化样本的初始种群,采用遗传算法对门框进行了多目标优化。研究结果表明:经过优化,门框的最大等效应力降低26.69%,同时质量减少73.82%。     

汽车驱动桥壳静动态特性分析与多目标优化研究

针对在驱动桥壳的设计过程中为满足强度和刚度要求而存在的重量冗余问题,提出了一种结合灵敏度分析与响应面模型的多目标优化设计方法。基于ANSYS在3种典型工况下对驱动桥壳进行了静动态特性分析,将驱动桥壳的5个尺寸参数定义为设计变量,以最大变形、最大等效应力、重量和第一阶固有频率为目标函数;采用Box-Behnken试验设计方法对设计变量进行了试验设计、灵敏度分析和响应面分析,研究了驱动桥壳5个尺寸参数变化对目标函数的影响;在响应面分析的基础上,利用遗传算法对驱动桥壳进行了多目标优化。研究结果表明:优化后驱动桥壳的最大变形减小了1.8%,最大等效应力减小了6.57%,重量减小了6.28%,第一阶固有频率增加了2.1%;该结果证明了所提出的驱动桥壳多目标优化方法具有可行性。     

整车下线灯光检测装备的轻量化设计与结构优化

为节约整车下线灯光检测装备的制造材料，降低生产及运输成本，根据零部件模块化、标准化及重用性要求，对其内部桁架结构进行轻量化设计，建立了三维数字模型；对桁架结构的强度和刚度进行分析与校核，得到应力与应变云图；将应力和应变作为约束条件，通过响应面分析，以多元二次回归方程模拟输入参数和输出参数间的函数关系，采用目标驱动优化分析法对桁架梁型材的截面尺寸进行优化，得到最优尺寸；以改进后桁架的重力为预应力，对立柱进行特征值屈曲分析，并进一步进行轻量化设计，总体减重率达到30%。通过静力学分析，验证了其结构的稳定性。在保证结构稳定性的前提下，实现了对检测装备的轻量化设计。     

主从机械手手爪设计与优化

根据核电站使用机械手高可靠性要求,提出了手爪连杆机构设计方案。该方案采用钢丝绳拉动四边形连杆机构实现抓举动作。针对该方案,提出以机构的最优力传递性能作为目标,通过Matlab计算确定连杆最优尺寸。按照功能性和轻量化要求,完成整个手爪的结构设计。经过Workbench对机构强度进行有限元分析,运用子模型分析法得到精确的最大应力值,结果为该值超过了材料的许用应力,对外臂尺寸进一步尺寸优化。运用响应曲线法得到优化参数与优化目标之间的关系,据此得到最优参数。经过优化后的手爪满足了设计要求。通过这种设计方法设计出一种尺寸合理,结构可靠的机械手爪,并缩短了设计周期。     

基于ANSYS的两种货叉力学性能分析与设计改进

目前叉车货叉的结构形式一般分为两种:挂钩式和穿轴式。在正确分析总结叉车作业工况的前提下,结合有限元分析软件ANSYS,对两种货叉结构的力学性能进行了全方面的分析。从而得了一个基本结论,挂钩式货叉适用于轻载、对作业效率要求较高的作业环境,即配用于小吨位叉车;穿轴式货叉则适用于重载、对作业可靠性要求较高的作业环境,即配用于大吨位叉车。同时,对货叉的薄弱部位进行了设计改进,为了提高零件的抗冲击能力,挂钩与限位块的材料由45#钢改为铸钢件,取得了满意市场效果。     

多传感器融合的智能车辆导航研究

为了解决单一传感器信息获取的不足,提出了一种融合视觉和超声波信息进行导航的方法,给出了从视觉信息中提取路面标志线及判断障碍物方位的算法。用D-S证据理论和模糊处理的方法将视觉分析得到的环境信息与多个超声波传感器获得的信息进行融合。算法包括了图像分割和数学形态学处理、超声系统的建模和信息的融合。仿真与实验结果表明：该方法可以有效提取出路面标志线并且信息处理和融合方法能有效判断障碍物,获得良好的避障导航效果。     

125t吊具回转起重机吊叉应力分析

应用有限单元法，对吊具回转起重机的关键部件吊叉进行分析，较准确地掌握了吊叉的应力分布规律，求出工作载荷作用时吊叉危险截面上应力集中系数，从而提高了吊叉设计的可靠性。     

叉车液压系统的故障分析与日常维护

叉车在现代工矿企业应用越来越广泛,据统计,液压系统故障占叉车总故障的60%,叉车液压系统质量的优劣直接影响叉车的工作性能和使用效率。因此,叉车液压系统的故障分析与日常维护尤为重要。     

音叉振动式微机械陀螺输出电容的统计特性分析

以一种通过体微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为对象,基于随机摄动技术定量计算了微陀螺检测输出电容变异的统计特征,以概率思想表达微陀螺批量加工过程所带来的材料/尺寸随机误差对其性能的影响。所提出的影响因子这一概念反映了微陀螺参数变异对性能变异的敏感度。在详尽分析微陀螺众多参数的影响因子的基础上获得微陀螺5个最为关键的参数。有限关键参数的获得,不仅能为微陀螺的健壮性设计提供帮助,同时也能为实际微陀螺的加工控制提供量化的参考依据。     

基于组合近似模型的轻量化设计方法

针对传统结构优化设计方法效率低、计算量大等缺陷,提出一种基于组合近似模型的轻量化设计方法。以某型号内燃叉车的两级门架结构为例,通过熵权TOPSIS综合贡献度分析方法筛选出对门架性能影响最大的上下翼缘及腹板厚度作为轻量化的设计变量,采用最优拉丁超立方设计方法进行样本点采集,得到包含设计变量和性能响应的100个样本点,分别构建外门架质量、最大应力、最大变形的组合近似模型,结合二次序列规划算法展开轻量化设计,结果表明：外门架经过优化后,质量减小13.36%,最大应力减小4.65%。     

基于中心点精确响应面法的板壳结构优化

对响应面方法中两个最为关键的概念——近似函数及试验设计做了简单描述,选择线性函数作为约束条件的近似函数形式,并对位移和应力约束作不同处理,位移约束不合常数项,而应力约束含常数项。提出了一种适合建立一阶形式响应面并使结构分析次数最少的试验设计方法——中心扩展法。求解响应面时在最小二乘法的基础之上作了改进,提出中心点精确响应面法,使拟合的响应面中心点处的响应值精确等于有限元分析值。最后通过数值算例说明改进后的响应面法对于板壳结构优化的可行性和优越性。     

基于截面参数R（R1，R2）的金属缠绕垫片结构优化设计

金属缠绕垫片广泛应用于管道法兰静密封,其结构对力学性能和密封性能具有重要的影响作用。在常用金属缠绕垫片“V”形简化模型的基础上,提出改进的R（R1,R2）截面参数简化模型,可以更好地符合工艺要求;将柔性石墨密封带的接触压力、等效应力和压缩回弹作为关键性能指标,构建基本的柔性石墨金属缠绕垫片几何结构优化的目标函数及约束条件方程,利用ANSYS软件对改进模型进行仿真模拟分析,探究不同垫片结构参数对关键性能指标的影响,应用响应面法确定多约束条件下金属缠绕垫片的最优结构。     

基于AMESim的石材叉装车工作装置运动特性研究

石材叉装车作为一种新型工程机械,需要具有较大的举升力和较强的运输性能,同时必须能够适应复杂的作业环境。由于现代矿山开采中叉装车的工况与装载机截然不同,因此传统的将装载机铲斗直接换成货叉的设计方法,使叉装车的举升性能未能得到较大的提升,不能满足使用要求。为获得结构合理、举升性能良好的叉装车工作装置,建立了工作装置动力学模型并分析比较了动臂液压缸铰接点水平和竖直位置变化对工作装置运动特性的影响规律,选取了动臂油缸最优铰接点位置。仿真结果表明,在同样举升30 t荒料的工况下,工作装置动臂液压缸最大压力减小了5 MPa,实现了叉装车性能的优化,为叉装车工作装置参数优化提供了依据。     

基于高架四边形结构的越障机器人机构分析和仿真

研究了一种基于高架四边形结构的六轮机器人。机器人结构分为前叉、机体和尾部,前叉及机体两侧采用的能够根据地形被动变形的四边形结构,使得机器人具有较强的被动越障能力。根据越障高度设计的需求,对机器人越障结构进行建模分析,得出机器人越障结构的分析结果。通过ADAMS软件对机器人进行越障性能仿真,获得各轮在运动过程中的动力学参数数据。最后,通过实验,验证了机器人的越障能力。