基于机液联合仿真模型的闸门启闭机故障注入及诊断研究

为了对含故障特征的弧形闸门系统运行信号进行评估和故障诊断研究,基于某弧形闸门试验平台检测数据,建立弧形闸门启闭机构的机液联合仿真模型,进行模型相似度分析和修正。通过基于闸门实时开度反馈信号闸门状态控制策略对闸门进行工作状态的控制,提高了仿真效率和稳定性,获得更符合实际的状态特征。在模型中注入液压系统与机械系统故障,分析故障对闸门运行信号产生的影响。为了充分体现故障特征信息,选取多个信号进行融合并调整权重分配,基于加权多通道数据融合方法解决了故障识别精度波动大的问题,为了提高网络模型的泛化能力,在网络模型中加入残差结构进行优化,基于迁移学习的卷积神经网络解决了故障识别精度低的问题。结果表明,构建的模型可以表现出弧形闸门工作过程中重要信号比如压力、流量、振动等信号特征的动态变化;使用改进后的加权多通道数据融合的基于残差结构优化的神经网络准确率达到了97.17%。

煤矿管道安装机器人机械臂机液联合仿真研究

针对煤矿管道安装机器人机械臂管道下放工作阶段的大臂、中臂和小臂液压缸爬行问题,利用AMESim和Simcenter 3D软件建立机液联合仿真模型,依据设定的仿真工况,利用仿真分析平衡回路液压缸产生爬行现象的原因。对平衡回路进行改进,改进后验证结果表明:合理选配各臂平衡阀先导阻尼直径、调压弹簧刚度和先导比可使抓管机械臂管道下放工作阶段基本消除爬行现象,进行较为平稳的工作。

全液压转向系统机液联合仿真及试验

介绍了负荷传感全液压转向系统工作原理,基于AMESim和LMS Virtual.Lab Mo-tion软件建立了装载机全液压转向系统的联合仿真模型,并对转向系统转向过程的动态特性进行了仿真分析。仿真及试验结果表明:联合仿真模型准确可信,装载机转向多体动力学模型能够准确地模拟系统负载。通过仿真分析发现:轮胎侧偏刚度对转向系统压力振摆具有很大的影响,适当减小该值可以减小压力波动。

滚筒式采煤机调高机构机液联合仿真研究

为精确验证滚筒式采煤机调高机构工作可靠性与稳定性,利用ADAMS/Hydraulics插件建立了调高机构液压系统模型,并将其与机械系统模型进行耦合,实现了调高机构的机液联合仿真。根据实际工况,用Matlab模拟了最恶劣工况下滚筒所受的瞬时负载,在ADAMS中以Akima拟合的spline函数的形式将其施加给滚筒。结合实际项目,对滚筒调高至工作面顶部并进行截割这一过程进行仿真,对仿真所得的滚筒所受台力和合力矩曲线、液压缸受力曲线、液压缸长度和速度曲线、无杆腔压力及流量曲线进行分析,结果表明此调高机构具有一定的稳定性和可靠性,此方法能够为今后采煤机调高机构的设计与优化提供借鉴。

火炮射击模拟试验装置机液联合仿真

炮口强冲击实现火炮动态后坐是一种新型的火炮射击模拟试验方法。针对该试验方法,采用振动理论分析了其力学原理。基于ATV软件及多体动力学理论,建立了某自行火炮的虚拟样机模型;分别采用ADAMS及EASY5软件,建立了动力系统的多刚体模型及液压系统模型;在以上模型基础上建立了火炮射击模拟试验装置的机液联合仿真模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明该试验装置能较准确地模拟火炮实弹射击时的后坐动态特性,为该模拟试验装置的工程应用奠定了理论基础。

基于ADAMS的装载机工作装置机液联合仿真分析

对装载机工作装置进行机液联合仿真可以更好地分析工作装置各杆件的受力情况以及液压系统的控制。在ADAMS中建立了装载机工作装置机械系统和液压系统,设计了液压阀控制函数。进行机液联联合仿真,分析了铲斗角变化和铲斗斗尖轨迹,以及阀的流量变化和缸的受力,这对类似系统的仿真分析研究很有意义。

扶正机械手推送油管的机液联合仿真分析

扶正机械手将油管顺利推送到所需区域是保证油管顺利移运、排放的关键。为找到合适游动滑车运动速度,保证油管与扶正机械手不发生脱离,以及油管与斜坡不发生干涉,利用三维软件SolidWorks和ADAMS软件建立了该系统的机液一体化虚拟样机。在游动滑车的不同速度下,对扶正机械手推送油管过程进行了仿真分析,得出游动滑车以0.2 m/s速度向上运动是最合理的,并得到了该速度下的液压缸作用力变化曲线,及连接座固定副反作用力变化曲线,为实际系统的分析与设计奠定了基础。

四点调平系统刚柔耦合建模及机液联合仿真

随着调平系统安全性和承载稳定性要求的提高,在提高调平精度的同时,提出了控制各支腿所受载荷不超过一定变化范围的要求。针对四点对称分布的调平系统,分析其数学模型,得出各支腿受力变化的影响因素,通过仿真结果和历史实验数据进行验证。首先利用Motion建立调平系统的三维动力学模型,然后在AMESim中建立液压控制系统模型,最后再对系统进行联合仿真并分析。结果表明,支腿受力大小与对角支腿高度和的差异以及负载偏心程度有关。采用的刚柔耦合模型的机液联合仿真方法,可为类似课题的研究提供借鉴作用。

夹持油管机械手机液联合仿真分析

对独立式不压井修井机夹持油管机械手进行机液联合仿真,可测试机械手的工作状况及液压系统的控制性能。在ADAMS软件中建立了机械手的机械系统和液压系统,设定了换向阀的控制函数,分析了机械手的开合工作过程以及阀的流量变化和液压缸的驱动力。获得了该修井机上夹持油管机械手的设计参数,为生产设计提供依据。

曲面斜楔驱动的钻杆夹持机械手设计及机液联合仿真分析

为解决钻杆旋转时易偏斜的问题,设计了一种具有滚轮结构和曲面斜楔结构的机械手。该机械手保留了钻杆旋转自由度,避免拧卸时钻杆偏斜导致的螺纹破损,保障了施工安全性。为提高机械手工作稳定性,利用蓄能器和负载敏感变量泵提高液压系统的保压性能、减少了能耗。为验证机械手在实际工况中夹紧功能的可靠性,利用Recurdyn和AMEsim进行机液联合仿真分析和刚柔耦合分析,模拟在改变钻杆直径和回路额定压力的情况下钻杆受力、回路压力和机械手关键零部件所受应力的变化情况。结果表明:当钻杆直径为φ127 mm、φ108 mm、φ89 mm和φ73 mm时,回路许用压力范围分别为8~12 MPa、8~12 MPa、6~8 MPa和3~5 MPa。在许用压力范围内,机械手既满足可靠夹紧的需求,其结构强度也满足设计要求。

负负载工况下打捆机举升机构的机液联合仿真

以高线打捆机的举升机构为研究对象,为验证所设计的液压系统能否很好地平衡液压缸回程时产生的负负载,同时验证液压缸驱动力是否满足要求,利用MATLAB/Simscape工具箱中的Multibody和Fluids模块,建立高线打捆机举升机构机液联合仿真模型,并进行仿真实验。结果表明:联合仿真能很好地模拟出举升机构回程时在液压系统控制下的液压缸驱动力变化,液压系统对负负载的平衡是有效的,液压缸在运动全程中的驱动力也满足要求,验证了设计的合理性。

基于机液联合仿真的剪叉机构疲劳寿命分析

为解决工程机械复杂机液结构的疲劳寿命计算问题,以某型号高空作业平台剪叉机构为研究对象,提出了一种基于机液联合仿真的结构疲劳寿命计算方法.首先,建立了剪叉机构的机液联合刚柔耦合多体动力学仿真模型,分析了剪叉机构在举升过程中的受力情况,确定了极限工况为举升阶段79.2 s时刻,提取了各关键铰点处的载荷谱;并通过剪叉机构的油缸压力和结构应力测试实验,验证了动力学仿真模型的正确性;然后,基于联合仿真确定的极限工况和铰点载荷谱,对剪叉臂进行了极限工况下和单位载荷作用下的静力学分析,得到了剪叉臂结构应力分布情况;最后,利用铰点载荷谱和剪叉臂结构应力通过仿真获得剪叉臂疲劳损伤云图,确定了剪叉臂疲劳危险部位主要是剪叉臂各个零部件的连接位置处,为后续的疲劳寿命优化提供了基础.

采煤机调高机构的机液联合仿真分析研究

通过对采煤机机液调高机构结构及工作原理的分析,合理地简化了液压系统执行油缸和采煤机摇臂之间的联动关系,通过简化的联动分析,建立了采煤机机液调高系统的数学模型,并利用AMEsim及Matlab仿真分析软件,建立了采煤机调高机构的机液联合仿真分析模型,对调高机构的工作过程进行了联合仿真分析,结果表明:采用联合仿真分析的方法能够直观地对采煤机调高系统工作时的机液特性进行模拟,对提升采煤机设计水平、优化系统结构、提升采煤机使用的经济性具有十分重要的意义。

冲击破岩掘进机工作机构液压系统仿真分析

利用Pro/E建立工作机构的三维实体模型,使用ADAMS建立其虚拟样机仿真模型,采用AMESim建立其液压系统的仿真模型,针对最大破碎深度作业姿态搭建了机液联合仿真模型,得到了各油缸的位移、速度和压力曲线、不同作业方式和不同负载的功率曲线、改进前后液压系统的压力特性对比曲线以及不同直径阻尼口系统的启动、制动曲线。研究表明:位移、速度和压力曲线波动幅度较小且趋势相对平稳,满足作业性能需求;在作业时间允许的前提下,应尽量选择单独作业方式和“避硬就软”的作业策略来减少功率消耗;安装直径为0.8 mm的并联阻尼器可以很好的降低液压系统的波动幅度;压力试验数据验证了所建仿真模型的准确性,所得结果为该工作机构机械系统和液压系统的参数匹配以及优化改进提供依据。

海洋液压冲击打桩锤机-液系统联合仿真分析

以近海施工的液压冲击打桩锤为研究对象,基于刚体动力学、牛顿碰撞理论以及液压-气动理论,建立某型海洋打桩锤机械冲击系统和液压系统模型,并通过AMESim和ADAMS软件,建立了打桩锤的虚拟样机,完成了液压冲击打桩锤机-液系统的多次沉桩过程的仿真分析.沉桩仿真结果与现场沉桩记录充分接近,验证了所建立模型仿真分析的合理性.

快速换带装置的机-液联合仿真研究

简要介绍了带式输送机快速换带装置的结构及工作原理,然后运用ADAMS软件和AMEsim软件对快速换带装置进行了机液联合仿真研究,通过联合仿真结果得出,快速换带机构与其液压系统的联合运行的动态特性,通过该动态特性可以验证快速换带模型与其液压系统设计的合理性。

LD 0.5型全液压矿运车直线行走工况联合仿真研究

LD 0.5型全液压矿运车主要工作于空间狭小的井下巷道,完成对矿石、器材和工具的运输。直线行走是矿运车作业时间最久的工况,良好的行驶性能对矿石转运机械具有重要意义。依据Bekker地面力学理论,文章建立了矿运车直线行驶的运动学和动力学数学模型,借助ADAMS和AMESim软件建立矿运车动力学、液压系统联合仿真模型,分析了矿运车直线行驶过程中的运动学、动力学、液压系统压力特性,并针对矿运车直线行驶工况设计了实验方案。仿真和实验结果表明,矿运车具有较好的直线行驶性能。

方草捆捡拾码垛车负载平台机构设计与仿真

根据方草捆捡拾码垛车的实际工作需求,设计了可以实现自动升降的负载平台机构,其主要功能为将方草捆逐层存放到负载平台机构中。应用UG软件建立负载平台三维模型,并应用Adams软件进行动力学仿真验证其结构设计合理性。设计了负载平台机构的液压回路,并应用AMEsim软件对其液压系统进行仿真,验证了液压回路的合理性。随后,应用Adams和AMEsim软件进行机液联合仿真,联合仿真结果表明:随着节流口开度的增大,液压缸作用力也随之增大,曲线的波动也更加明显。负载平台机构的液压回路满足使用要求,并为样机制造奠定了坚实的理论基础。

基于路面感知的工程机械铰接式液压转向系统性能优化

为了提高工程车辆铰接式转向系统的可靠性与稳定性,以转向油缸行程差最小和最大压力最小作为优化目标,采用粒子群算法对转向机构进行了优化。基于ADAMS和AMESim软件建立了包含同轴流量放大全液压转向感觉功能的机-液联合仿真模型,研究了优化后转向系统的动力学特性。仿真结果表明,满载工况下优化使转向油缸最大压力减小了15.5%,油缸最大行程差减小了22.2%,优化效果明显。试验研究了优化后的实际运行效果,分析了转向过程的油缸压力变化和行程差。研究结果对于减小铰接转向系统的压力振摆问题,降低转向能耗、提高转向稳定性和转向路感,从而提高工程机械的转向舒适度具有重要的指导意义。

IR-90全液压铁钻工夹持定位精度及其影响因素

铁钻工为先进的钻井辅助作业设备,但国内铁钻工在自动化程度、夹持定位精度和工作平稳性方面有较多不足。为了解决此问题,本文设计了一种新型的铁钻工结构及其液压控制系统。首先通过机-液联合仿真分析,研究了铁钻工上卸扣过程中钻杆轴线的偏移角度和径向力变化;然后在此基础上对铁钻工的控制系统进行优化,采用同步分流马达和PID(比例积分微分)控制,进一步分析液压缸增加输入流量对固定钳和动钳的液压缸同步性能、夹持定位精度及接头螺纹径向力的影响。结果表明:采用PID控制时比同步分流马达夹持效果更好,当单个液压缸输入流量为18 L/min时,固定钳夹紧钻杆时钻杆轴线绕x、y轴偏角能控制在0.10°和0.06°以内,响应速度在6.8 s左右,上下钻杆重心沿x和y轴方向的距离可以分别控制在1.93和2.85 mm之内,保证了固定钳和动钳的夹持定位精度以及动作快速性和稳定性。接头螺纹径向力曲线也表明了铁钻工冲扣时钻杆接头间产生的不平衡径向力(17.2 kN)远大于旋扣时(641.0 N),更易导致钻头磨损。