大型矿用自卸车厢斗装载程序分析及力学特性研究

自主装卸是智能矿山建设中亟待突破的关键技术,电铲-矿用自卸车合理的装载程序能够显著降低电铲装卸作业难度,降低复杂动态载荷对厢斗力学性能的影响。以某型号矿用自卸车厢斗为研究对象,依据厢斗容量标定方法建立了厢斗的堆装模型,确定厢斗堆装容积;分析了厢斗安装特点及结构特征,结合现场实际装载经验,提出了三种不同的装载程序,并利用离散元方法对三种装载程序进行仿真分析,研究不同装载程序下厢斗装载量、物料均匀性及底板承受的压力等;在此基础上,通过仿真分析研究厢斗满载工况下的力学特性。结果表明,在厢斗装载过程中将装载位置放在厢斗满载重心及前侧位置可提升装载量,各铲装载位置尽量靠近厢斗横向方向的中轴线,本文提出的装载程序二的装载量最大,物料可通过自身堆积特性装满厢斗,并在厢斗内部的均匀性更好,且物料装满后厢斗底板的总压力最小,当满载后厢斗的最大变形量为7.50 mm,最大应力为326.85 MPa,满足刚度、强度设计要求。

基于UN R167法规的商用车直接视野3D虚拟测试方法研究

针对UN R167法规,构建商用车驾驶员直接视野的数字化模型。利用Blender仿真平台开发虚拟测试方法,求得商用车驾驶员直接视野体积。结果表明,所开发的虚拟测试方法的数据与实际尺寸测量法数据高度一致,而且能够提高测量效率,降低测量成本。

物料动态安息角对矿用自卸车厢斗结构影响规律

针对矿用自卸车行驶过程中的厢斗内物料稳定性问题,研究厢斗内物料动态安息角对厢斗结构设计的影响。首先,基于离散元方法,分析煤颗粒在自然状态下的安息角;进一步,建立厢斗简化模型,研究不同安装角度下矿车正常行驶及爬坡过程中物料的动态安息角,并分析物料滑动规律;结果表明:在水平路面行驶工况下物料动态安息角随厢斗安装角度增加而减小,而爬坡过程中由于厢斗内物料的滑动导致动态安息角随安装角度的增加先缓慢减小再变大再快速减小;当安装角度为10°时可有效避免厢斗内物料的滑动;最后,以确保厢斗稳定性装载及不撒料为目标,提出厢斗侧板后端的角度设计公式,为厢斗结构设计提供理论依据。

基于集成学习的某重型自卸车车厢多目标优化

针对复杂自卸车车厢结构的轻量化设计问题,提出一种集成学习联合多目标优化的设计方法。以某重型自卸车车厢为研究对象,建立了高保真的车厢有限元模型,并进行3个典型静力学工况和自由模态的结构性能仿真分析。通过贡献度分析筛选出重要零部件的厚度为设计变量,以危险工况下的最大位移、最大等效应力及自由模态第1阶固有频率为约束条件,以质量和满载举升0°工况下的最大位移为优化目标,运用极端梯度提升(XGBoost)集成学习近似模型进行自卸车车厢多目标优化设计。经优化决策后的轻量化设计表明:在满足基本静动态结构性能要求下,车厢满载举升0°工况下的最大位移减少了1.98 mm,减少幅度为8.57%,车厢质量减少了0.207 t,减少幅度为6.64%,取得了较好的轻量化效果。

基于新材料应用的轻量化U型自卸车厢的优化仿真

自卸车是重型商用车最基础的一款专用车产品。在我国近几年的自卸车行业发展中,随着国家对环境的重视,在生产制作和使用中矩形箱结构重量大的问题日益突出,车厢结构开始由原来的矩形箱逐渐开始向U型车厢转变。文章模型采用三维软件SolidWorks造型建模,采用高效的有限元软件进行分析。模拟不同路况及装载情况下的车厢受力情况,根据分析结果从钢板材质和车厢结构方面对车厢进行优化。

钢内衬管道运输车电液转向系统建模与仿真分析

电液转向执行机构的性能直接影响钢内衬管道运输车的转向响应和操控性,比例阀作为电液转向系统的核心控制元件,其性能的优劣直接关系到整个系统的动态响应和稳定性。文中结合钢内衬管道运输车多轮转向系统电液转向执行机构,对比例阀的负载压力及流量特性进行了详细分析,结合非对称液压缸结构特点建立了非对称液压缸负载流量方程及其动力学模型,在此基础上利用拉普拉斯变换推导了能够表征阀控非对称液压缸动态特性的数学模型,最后基于Matlab Simulink对电液转向执行机构的动态特性进行仿真,验证所建立模型的准确性。

一种基于U型结构多卷位交接运输车的应用研究

在冶金领域,卷材进行包装物流工艺时,卷材运输需要前端交接车与其他设备进行交接,根据现场生产节奏,需要运输设备同时运输多个卷材与其他设备依次交接,针对现场生产节拍较快的要求,提出一种新型结构多卷位交接运输车,该设备以U型车设备为基础,可实现跨断轨运输,车体之间可进行拆分,连接部分之间采用螺纹固定,具有降低设计投入成本、方便加工与吊装运输等优点。

矿用发动机散热风扇仿生多层阻尼叶片结构研究

针对矿用发动机散热风扇的颤振抖动问题,采用结构仿生的方法,借鉴毛竹竹壁层和结构,提出了一种仿生多层阻尼结构叶片。基于振动力学理论,建立并解析该结构的动力学模型,结合某型矿用发动机散热风扇,设计叶片的仿生多层阻尼结构,运用有限元软件仿真分析仿生多层阻尼结构叶片的动力学响应。结果表明,2层阻尼结构叶片的散热风扇抑振效果更显著。仿生多层阻尼结构可成为矿用发动机散热风扇减振的新途径。

基于Simulink空载高速转向工况车身运动特性分析

针对某矿用汽车悬挂进行分析,获取转向时的侧倾运动中心;对空载高速转向时,车身运动的关键特征参数进行分析,获取特征参数数学模型;采用Simulink搭建空载高速转向时的车身运动控制模型,并与车辆多体动力学模型联合开展运动特性分析;选取稳态回转工况,对转向特性进行分析,获取侧倾角、侧倾位移等参数的变化规律;将转向角与理论分析结果进行对比,并对比转向角偏差,以验证模型的准确性。结果可知:车身在高速工况转向,由于侧倾效应,外侧悬挂出现跳动,叠加了侧倾转角;侧倾运动对转角特性影响较大,分析模型与理论值基本一致,误差值小于5%;对转角偏差影响也较大,不考虑此部分的影响时,偏差增加了近20%。在精细化设计分析时,需要考虑此部分因素的影响。

基于CNN-LSTM的重型自卸车侧翻预警模型

为解决重型自卸车的侧翻预警问题,基于CNN-LSTM神经网络构造了重型自卸车的侧翻预警模型。利用Trucksim与MATLAB/Simulink搭建了重型自卸车仿真模型,以横向载荷转移率等于±0.85为侧翻阈值,提取了不同工况下的车辆运行参数,利用车辆运行参数,训练CNN-LSTM重型自卸车侧翻预警模型,并分别与基于CNN、LSTM搭建的预警模型对比。结果表明:CNN-LSTM重型自卸车侧翻预警模型预测准确率为98.31%;感受性曲线的曲线下面积为0.999,高于由单一神经网络所搭建的侧翻预警模型。

整车传动轴对动力总成NVH影响分析

针对某宽体自卸车在重载上坡工况下出现发动机异常振动问题,进行了矿区试验研究。测量了发动机、发动机托架、变速器和主车架的振动加速度,进行了时域分析和频域分析,找出了导致发动机异常振动的原因。当宽体自卸车1挡重载上坡,发动机转速2000~2200 r/min之间,由传动轴的扭转激励引起发动机及传动系统异常振动。根据原因分析,对双根传动轴夹角进行了调整,改进后发动机振动问题得到解决。

车门内开拉手总成失效分析与改进

文章旨在通过研究车门内开拉手总成在使用过程中的失效行为,以优化薄弱位置强度来提升产品可靠性,从而降低售后市场故障率,避免用户抱怨。文章对某重型汽车车门系统内开拉手总成失效进行分析,借助六西格玛质量工具进行故障确认、分析,找出影响车门内开拉手总成失效的关键影响因子。通过增加加强筋来提升内开拉手强度,经计算机辅助工程(CAE)对比分析,改进前后产品所受最大应力,内开拉手总成自身强度提升36%,能够有效解决强度不足导致的开裂、断裂等问题。同时对改进后产品跟踪验证,售后故障率降低超过25%,改进效果良好。该研究也可为其他相关零部件产品失效分析提供参考。

某8×4自卸车重载爬坡抖动问题研究与分析

某8x4自卸车在重载爬坡、车速8~15km/h时,驾驶室出现抖动问题,根据测试结果分析,抖动为传动轴二阶激励导致,分析原因,确定为传动轴附加弯矩产生二阶激励从而激起动总模态,引起驾驶室抖动。利用adams建立了仿真模型,输出重载时变速箱法兰位置的四个分力,根据仿真结果提出整改方案,并对整改方案进行实车测试。通过优化传动轴空间布置,解决了驾驶室抖动问题。

大型矿用自卸车厢斗筋板布局仿生优化设计

【目的】针对大型矿用自卸车厢斗的轻量化设计需求,基于结构仿生学对厢斗的筋板布局进行优化研究。【方法】介绍了某大型矿用自卸车厢斗的基本结构,分析了厢斗在各工况下的承载特点,选用厢斗满载匀速和满载静止工况作为厢斗底板的极限工况,并通过仿真分析研究了厢斗的刚度和强度;总结了叶脉分枝结构的形态特点,从载荷、结构、功能三个方面阐述了叶脉分枝结构与厢斗底板的高度相似性,设计了基于叶脉分枝形态的厢斗筋板新布局,得到新厢斗模型;采用有限元分析对比验证优化前后厢斗的力学性能。【结论】结果表明,新厢斗筋板布局的承载性能更优,应力分布更加均匀,底板承受的载荷传递到了下方各筋板,有效减轻了主梁的承载负担,刚度、强度分别提高了20.32%、32.37%,重量降低1.86%.

A comparative study on kinetics and dynamics of two dump truck lifting mechanisms using MATLAB simscape

In this paper,two lifting mechanism models with opposing placements,which use the same hydraulic hoist model and have the same angle of 50°,have been developed.The mechanical and hydraulic simulation models are established using MATLAB Simscape to analyze their kinetics and dynamics in the lifting and holding stages.The simulation findings are compared to the analytical calculation results in the steady state,and both methods show good agreement.In the early lifting stage,Model 1 produces greater force and discharges goods in the container faster than Model 2.Meanwhile,Model 2 reaches a higher force and ejects goods from the container cleaner than its counterpart at the end lifting stage.The established simulation models can consider the effects of dynamic loads due to inertial moments and forces generated during the system operation.It is crucial in studying,designing,and optimizing the structure of hydraulic-mechanical systems.

基于计算流体力学冷却风机性能参数设计分析

冷却风机作为电动轮车辆轮边牵引电机冷却系统最重要的部件,其性能优劣对冷却系统的效果有直接的影响。针对强制冷却系统的结构特点,结合牵引电机的冷却需求,对影响风机冷却风量和压差的关键参数进行设计;在此基础上,基于CFD搭建风机的流场分析模型;采用差异化网格划分技术,对不同区域选取不同网格尺寸;对整机和叶片静压场进行分析,并对整机全压场和流道区域速度场进行分析,获取关键参数值,并与设计值进行对比。结果可知:风机内部的流场十分复杂,多处存在二次流和尾流-射流现象,但是流动趋势符合流体力学原理;模拟所得流量结果为3.86m^(3)/s与设计流量4m^(3)/s误差为3.63%,模拟功率结果为29.4kW与设计功率29.92kW的误差为1.77%,二者结果一致,表明设计和分析结果是合理的。参数设计计算和流场分析结果一致性,为同类型冷却风机设计提供参考。

汽车发动机冷却系统参数匹配性设计分析

冷却系统匹配性直接影响到系统的散热效率,进而影响发动机的工作效率和经济性。根据工程车辆发动机冷却系统的结构特点,对冷却风量、散热量、水泵参数及系统匹配进行分析;基于分析情况,对某车型发动机的散热器和风扇参数进行设计,对匹配工作点参数进行分析;应用发动机冷却系统测试平台,对匹配设计参数进行测试,获取额定运行工况下,发动机散热器各进出水口的温度变化情况,以此验证匹配设计的准确性。结果可知:系统阻力随冷却空气流量增加而增大,与风扇特性曲线的交点,即为系统的平衡点,位于风扇曲线的稳定区和高效区。交点对应的空气流量为设计参考值;参数分析得到,车辆设计中标出点的空气流量约为14.1kg/s,静压约为850Pa,效率为36%;冷却系统经过840s,散热器各进出水口达到稳定状态,中冷散热器进出口温度为68.5℃、58.9℃;高温散热器进出口温度为85.5℃、74.9℃,满足发动机的散热需求。结果表明匹配分析的准确性,为此类设计提供参考。

混合灰色关联和有限元法的铝合金三明治板轻量化设计

汽车轻量化设计是实现节能减排的重要途径,为设计出性能优良的铝合金三明治货车防滑踏板,针对不同芯层结构的铝合金三明治板展开研究;建立了I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金三明治板结构模型;应用有限元法对实际工况下I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金板的应力、位移值进行分析,并基于灰色关联法建立以质量、最大挠度、最大应力为变量的综合性能评价函数,得出V型铝合金三明治板为优选结构;以上、下板以及芯层厚度为优化变量,质量最小化为优化目标,分别采用全局响应面法及可行方向法对V型铝合金板进行尺寸优化,并对优化结果进行对比分析,发现两种方法优化方式均有较好的优化结果,但基于可行方向法的迭代时间更短、效率更高,优化后铝合金板减重约29.5%,具有很好的应用价值。

某重型工地自卸车平顺性改善研究

为了解决某重型工地自卸车的平顺性问题,通过与竞品平顺性主客观对标试验找出影响平顺性的主要因素。并通过与试验对标,搭建高精度的Adams整车多体动力学平顺性分析模型,对主要影响平顺性问题的底盘悬架和驾驶室悬置进行优化并提出优化方案,优化方案经过实车验证,整车平顺性改善明显。

液力传动汽车动力系统共同工作特性建模分析

变矩器的闭锁工况是液力传动系统的共同工作的重要组成部分,直接影响传动效率。针对液力传动汽车传动系统共同工作特性和闭锁点进行分析。对发动机外特性进行分析,建立柴油机的数学模型,通过对实验数据的分析,获取数学模型的拟合曲线;对液力变矩器的变矩性能进行分析,并建立其数学模型;对动力传递系统的共同工作特性进行分析,运用最小二乘法建立共同工作的数学模型,包括输入和输出特性;根据传统闭锁理论,对闭锁式液力变矩器的闭锁点进行分析;根据数学模型,基于AOVAT搭建动力传递系统的分析模型,对工作特性进行分析;基于实车测试,对发动机和液力变矩器的共同工作特性及闭锁特性进行分析,并与机械传递系统进行对比。结果可知:动力系统的数学模型可由多项式拟合;在四档时即最高档时,在闭锁点后两种传动状态下牵引力变化值最小;通过液力变矩器的输出特性曲线,与闭锁机械工况的曲线交点,获得闭锁点的转速;研究系统为1336r/min,模型分析为1317r/min,实车测试为1302r/min;三者误差小于3%,表明分析方法和结果的准确性,为此类设计提供参考。