某混凝土泵車泵送系統(tǒng)設計,混凝土泵,車泵送,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 外文出處： 2011 Fourth International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2019年03月 載重混凝土泵臂架液壓缸驅動力的仿真與優(yōu)化 為了獲得最大的驅動力液壓缸在臂架設計過程中，在 Pro/E 中建立實體模型，然后導入 ADAMS 中建立動力學仿真模型。對臂架從水平向典型姿態(tài)的轉換過程進行了模擬，得到了液壓缸的驅動力變化曲線。根據計算結果，在 ADAMS 中優(yōu)化了關節(jié)連接缸 2 和連桿的位置，降低了驅動力。對臂架結構設計具有指導意義。 1.介紹 混凝土泵車是一種用于混凝土澆筑的大型工程機械。它主要由底盤、混凝土泵和臂架系統(tǒng)組成，其中臂架系統(tǒng)最能反映卡車安裝混凝土泵的特點。臂架系統(tǒng)的安全，可靠性和進步是決定卡車安裝混凝土泵 [1] 的能力的關鍵因素，其結構如圖 1 所示。為了更好地研究臂架系統(tǒng)，一個實驗室設計了一個四臂臂架模型，大約 13米長。在初步設計了動臂結構和液壓系統(tǒng)原理后，為了確定油壓和油缸尺寸等，有必要進行動態(tài)仿真和結構優(yōu)化。 以往的研究文獻很多，對載重泵臂架的結構強度 [1-4] 和動力學 [5-7] 進行研究，但對結構設計和優(yōu)化的研究較少。本文虛擬樣機大臂成立結合 Pro/E ADAMS，并模擬了從傳統(tǒng)上被視為最危險的工況的 水平向四臂旋轉方式的幾個典型姿勢轉換的過程。然后根據仿真結果對結構進行了優(yōu)化。 2 4 3 1 1 炮塔 2 臂 3 液壓缸 4 鏈接 圖 1.臂架結構 II. E仿真模型的建立 A. Pro/E 中的三維模型構建 為了獲得精確的質量屬性，包括 質量、質心和轉動慣量，三維模型應根據以往設計的尺寸盡可能多的建立。同時，由于過于復雜的模型可能會導致 ADAMS 中曲線或曲面丟失，對模型整體力學性 能影響不大的細節(jié)應予以簡化。基于此，本文將臂架的各個臂架作為一個部分建立起來，并對其一些細節(jié)進行了簡化。 根據初步設計的圖紙，在強大的三維模型構建軟件 Pro/E 中分別建立了炮塔、武器、液壓缸和連桿。然后在底部到頂部組裝它們到一個繁榮，提出了一個水平姿態(tài)如圖 2 所示。 圖 2.繁榮的實體模型 B. 模型傳遞與仿真模型構建 亞當斯 在 Pro/E 中建立的三維模型可以通過 MSC 提供的 Pro/E 與 ADAMS 專用接口軟件的機構/Pro 導入 ADAMS 中。安裝和初始設置后，機制/Pro 將顯示在 Pro/E 的裝配環(huán)境作為一個級聯(lián)菜單，其中剛體定義，約束應用, 數(shù)據傳輸參數(shù)設置和簡單的仿真等。可以執(zhí)行。在這里，我們定義了每個部分的繁榮作為剛體，并建立了一個標記在所有軸的中心，方便定位，旋轉接頭將創(chuàng)建后。然后，該模型可以通過機構/Pro 轉移到 ADAMS。模型可能存在不顯示的問題，但它的質量和慣性矩等。這可以通過返回 Pro/E 進一步簡化模型來解決或做什么是介紹參考 [8]，這篇論文將不會闡述。 首先應在 ADAMS 中定義臂架的材料和重力。然后根據卡車安裝混凝土泵的實際情況，在零件之間的約束應該被創(chuàng)建: 作為一個整體的繁榮的轉動自由度不會被考慮在本文中, 所以我們把炮塔固定在地上;在連接不同零件的所有軸的每個中心建立旋轉接頭，并在每一對氣缸和活塞桿之間建立平移接頭。此外，四個平移關節(jié)運動分別應用于四個平移關節(jié)。 III. S驅動力的設定 動態(tài)仿真包括正演模擬和反演模擬: 正演研究了機械系統(tǒng)的加速度、速度、位移和約束力等動態(tài)響應。 外力或夫婦; 反向解決與已知的運動參數(shù)，如速度，加速度和軌跡 el al 的力量。本文在 ADAMS 中對臂架模型進行了逆向仿真，即根據實際情況定義四缸的速度，并對其進行仿真，得到四缸在不同運動下的驅動力變化曲線。 臂架工作在不同的姿勢，通常可以分為幾個典型的工作姿勢，如基礎，屋頂，墻壁等。繁榮可以變換姿勢在一個四臂旋轉一起的方式; 也可以獨立旋轉每個臂。所以有成千上萬的運動組合。它不僅是不必要的，而且也不可能模擬所有的情況。本文模擬了臂架從水平向以上三個典型姿態(tài)和垂直方向的轉換過程。 典型的工作姿勢并不意味著一種獨特的態(tài)度。在本文中，我們定義了手臂和水平的三個以上典型的角度組合姿勢為 [75 °，15 °，-15 °，-75 °] [75 °，45 °，15 °，-45 °] [75 °，75 °, 45 °，-30 °] 分別。根據液壓系統(tǒng)的初步設計，活塞最大速度為 20 mm/s，仿真速度設置應符合要求。調節(jié)每個活塞的速度，模擬上述四個過程可以完成。之后，在這些過程中的氣缸的驅動力變化曲線生成如圖 3-圖 6 所示。 圖 3.從水平到基礎的驅動力曲線圖 4.從水平到屋頂?shù)尿寗恿η€ 圖 5.從水平到墻的驅動力曲線 圖 6.從水平到垂直的驅動力曲線 從上面所示的圖表我們可以發(fā)現(xiàn)，當繁榮水平時，氣缸 2,3 和 4 的驅動力達到最大值，而氣缸 1 不是情況。因此，設計一個繁榮就像傳統(tǒng)的觀點認為水平姿態(tài)是最危險的是不合理的?？紤]到特殊的結構，氣缸 4 的驅動力遠低于其他人是容易理解的。然而，2 缸最大驅動力達到 90000，比 1 缸和 3 缸大很多，這可能會導致過高的油壓或過大的缸通過初步計算。前者不利于液壓系統(tǒng)的設計; 以后可能會導致干擾。因此，應優(yōu)化氣缸 2 和連桿的結構，以減少驅動力。 根據機理理論，由兩個臂、兩個環(huán)節(jié)組成的結構,如圖 7 所示的氣缸和活塞桿是平面六桿機構，通過改變關節(jié) a 的位置可以實現(xiàn)降低氣缸 2 的驅動力。我們可以建立幾個不同長度的鏈接組，并重新組裝模型，并分別模擬它們，然后選擇最佳的。然而，這不是一個有效的方法。ADAMS 提供了方便的參數(shù) i z 和優(yōu)化功能。本文在 ADAMS 中對關節(jié) A 的位置進行了優(yōu)化。 圖 7.圓柱體 2 和連桿的結構 在 ADAMS 中導入的實體模型不能直接進行優(yōu)化。我們所采取的方法是: 首先刪除圓柱 2 和兩個鏈接是參數(shù)化和替代標準組件，如在 ADAMS 中的鏈接; 然后參數(shù)化關節(jié) A 的坐標和它們的長度可以通過這樣做進行優(yōu)化。優(yōu)化是在所有設計變量在其值范圍內滿足約束條件下尋找目標函數(shù)極值的過程。 A. 設計變量 在這里，我們定義關節(jié) A 的坐標作為設計變量，并將它們標記為DVX,DVY分別。 B. 約束 函數(shù) 為了滿足臂架任意變換、折疊和優(yōu)化后避免干擾的要求，應限制節(jié)理 A 的坐標。 和一些約束應設置如下: F1(，) = 200 0 (2) F2 ( ,) = 400 0 (3) F ( ,) = 200 0 (4) 3 (5) F ( ,) = 400 0 4 (6) 哪里 s.t.受限制的手段;LAB和L交流是兩個鏈接的長度，它們是關節(jié) A 的坐標函數(shù); (2) ~ (5) 限制 200 和 400 之間的兩個鏈接長度; (6) 限制鏈路長度不超過 20 姐妹。 C. 目標函數(shù):根據前面的仿真結果，我們知道 2 缸的驅動力是最大的，當它是水平, 因此，我們用一個鏈接替換圓柱 2，并在水平時執(zhí)行靜態(tài)優(yōu)化，以簡化過程。因此，我們可以將目標函數(shù)定義為替代鏈路的反作用力測量函數(shù)的最小化: Min (force e_mea (DVX,DVY) D. 優(yōu)化的結果:在 ADAMS 中優(yōu)化表明，當兩個鏈接的長度為 344.07 姐妹和 324.04 姐妹時，接頭 A 的最佳位置為 4013.10 43.89。輪長度為 344 姐妹和 324 姐妹，重建鏈接的實體模型，重新組裝繁榮和模擬前面提到的幾個過程。生成的結果如圖 8-圖 11 所示。 圖 8.從水平到基礎的驅動力曲線 圖 9.優(yōu)化后從水平到屋頂?shù)尿寗恿η€ 圖 10.從水平到墻的驅動力曲線 圖 11.驅動力曲線從水平到垂直后 從上述圖可知，優(yōu)化后的驅動力曲線形狀與優(yōu)化前的曲線形狀相似，2 缸的驅動力與 1 缸和 3 缸下降到同一水平。 V. CONCLUSION 本文介紹了一種完整的卡車混凝土泵臂架液壓缸驅動力的仿真和優(yōu)化過程。首先建立虛擬樣機 Pro/E 和 ADAMS 與機構/Pro 的結合 這是兩者之間的獨家接口軟件; 然后模擬幾個過程的繁榮轉換 從水平到典型姿勢，并生成驅動 力曲線; 最后根據 仿真結果。 用這種方法，我們可以進行設計, 仿真和優(yōu)化的機械系統(tǒng) 方便沒有復雜數(shù)學公式 推導并得到滿意的結果。 引用： [1] 施先欣，鄭永生，徐懷玉，馮敏，張永生 彭城，載貨汽車臂架有限元分析基于 ANSYS 的混凝土泵，工程機械，2009, (04): 79-82。(中文) [2] 嚴麗娟，馮敏，徐懷宇 有限元計算并對 HB37 型混凝土泵車的動臂進行了分析工程機械設備，2005,36 (1): 30-32.(在中文) [3] 張燕偉，唐麗，孫國正 [4] 基于 ANSYS 的混凝土泵臂架結構分析，武漢理工大 學學報 (交通科學與工程)，2004,28 (4): 536-539。(中文) [4] 張大慶, LU 彭敏, 清華, 浩 彭, 混凝土結構動力強度試驗研究泵自動，振動與沖擊學報，2005,24 (3): 111-113。(在 中文) [5] 陸彭民，萬夫紅兵，張大慶， 影響混凝土泵車沖擊下的結構動力特性《中國公路運輸學報》，2003,16 (4): 115-117. (中文) [6] 劉杰，戴麗，趙麗娟，蔡娟，張晶 [7] 混凝土泵車臂柔性多體動力學建模與仿真，中國機械工程學報，2007,43 (11): 131-135。(中文) [7] 蘇曉平，殷晨波，王東芳，蔣濤，徐程 基于仿真的混凝土凸輪車臂架多體動力學，中國建筑機械學報, 2004,2 (2): 167-170。(中文) [8] NI 金豐，徐成， 轉化絡合物的方法模型從 Pro/E 到 ADAMS，機械工程師，2004，“” (9):