基于刚柔耦合的机械臂架系统关键焊缝精细化计算与优化

针对机械臂架系统关键焊缝计算效率不高、计算结果不准确的问题,以长臂架混凝土泵车的臂架系为典型工程装备部件,以关键焊缝为研究对象,提出基于刚柔耦合特性,使用子模型技术对焊缝进行精细化计算与优化。在ANSYS Workbench中,建立臂架系统整体刚柔耦合模型,通过动力学仿真分析得到部件在典型工况下的铰孔载荷;建立关键焊缝的子模型,使用子模型技术得到焊缝真实的应力分布;提出焊缝的优化方案,对比分析焊缝优化前后的计算结果,验证方案的可行性,并应用于实际生产。结果表明:对具有大柔性、多臂节的机械臂架系统,基于刚柔耦合特性,采用子模型技术对关键焊缝进行精细化计算,可提高计算效率,获得更真实、准确的计算结果,为焊缝的校核和优化提供依据,为大型构件局部结构的计算提供参考。

复杂载荷下大柔性多臂节机械臂架系统刚柔耦合动力学分析

为更加准确地研究复杂载荷下大柔性、多臂节机械臂架系统的动力学特性,提出基于刚柔耦合特性对臂架系统进行动力学仿真分析的方法。首先,根据臂架系统及部件的实际尺寸建立三维模型,并将臂架系统中弹性变形较大的转台,三、四、五节臂架考虑成柔性体;然后,在ANSYS WorkBench中建立臂架系统的刚柔耦合模型并进行仿真分析;最后,通过分析得到关键柔性体部件铰点的载荷受力曲线与臂架系统中柔性体部件的应力云图。分析结果表明:大柔性、多臂节机械臂架系统在设计中考虑柔性体因素进行刚柔耦合分析与工程实际更加相符,也可以更好地为臂架系统的改进与结构优化奠定基础。

混凝土泵车臂架系统建模与仿真分析

根据37m混凝土泵车臂架液压系统工作原理,基于AMESim软件建立臂架系统仿真模型。对泵车臂架在水平工况下的动态特性进行仿真试验,将仿真结果与实测数据进行对比分析,验证了仿真模型的合理性。

混凝土泵车臂架系统振动机理的研究

结合悬臂输液管流固耦合理论,建立泵车臂架结构与混凝土的流固耦合动力学方程,从流固耦合的角度分析混凝土泵车臂架振动问题。通过试验测试获得混凝土脉动流速图以及仿真边界条件。采用Newmark-β法求解动力学方程,仿真分析了混凝土流动为脉动和常速流时臂架振动响应,发现振动位移响应基本吻合,说明脉动流速对臂架结构应力历程影响较小;仿真分析转台振动为零振动时,混凝土脉动和常速流时臂架振动响应,发现泵送油缸导致的车体振动激扰是臂架振动的主要因素,在臂架系统振动研究时应重点考虑。

DBQ型塔机臂架系统的动态特性分析

以 DBQ30 0 0型塔机为研究对象 ,建立不同主、副臂长度组合在不同幅度下 37种姿态工况的三维有限元模型 ,给出臂架系统的前 10阶固有频率和振型 ,并与模态实验结果进行对比 ,讨论了各阶振型的特点及各臂架间姿态调整对系统固有频率的影响。

混凝土湿喷机臂架系统的动力学建模与分析

针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型.将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构.采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程.在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力(液压油缸驱动力)对广义坐标(油缸行程)的数学模型.仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解.同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析.对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性.最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响,结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化.因此,该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据.

混凝土泵车臂架系统优化及仿真

应用浮点数编码的遗传模拟退火算法对混凝土泵车臂架系统进行优化 .经仿真模型检验 ,得到满足系统运行特性的优化解 .计算机模拟结果表明各节油缸的长度及推力均有明显减小 .

机械臂架系统的非随机振动分析

研究了机械臂架结构在不确定性动态激励作用下的振动问题。针对不确定动态激励的样本函数数量有限,难以得到具体的概率统计信息的问题,采用区间过程对其进行描述;基于结构单位脉冲响应并利用卷积积分及区间过程的相关性质获得动态不确定激励的波动上下边界;以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,应用上述方法对臂架系统作业过程中的动态响应进行了研究分析。

泵车臂架系统的力学性能研究及结构改进

以42 m混凝土泵车臂架系统为研究对象,建立臂架系统的三维实体模型,分析其最危险工况下的受力情况,采用标准接触对模拟臂架系统的连接,通过有限元计算得到臂架系统的危险部位。在此基础上,对其危险部位的结构进行改进,即在1#弯板两侧加焊补强板,并对改进后的结构进行对比分析。结果表明,1#弯板处应力明显下降,最大应力减幅达到16.96%,实际使用中改进效果良好,可将该改进结构引入泵车臂架系统的设计中。

门座起重机臂架系统动态特性的有限元分析

采用Ｉ－ＤＥＡＳ软件将门座起重机的臂架系统作为整体模型进行了有限元动态特性分析，计算出了臂架系统的前几阶低阶固有频率，并给出了相应的振型图．

多臂节机械臂架系统连杆组参数化建模及优化设计

针对多臂节机械臂架系统连杆计算效率不高,优化设计手段保守的问题,以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,将臂节之间的油缸及连杆作为整体考虑成连杆组,利用ANSYS APDL语言对连杆组进行参数化建模,并在多工况下进行优化分析,得到连杆组的最优结构模型;通过结构应力试验,验证了计算方法的可行性。结果表明,参数化建模及优化设计的方法大大提高了连杆的计算效率,为多臂节机械臂架系统连杆的设计提供了一种可行且有效的方法,也为其他具有类似结构的产品设计提供了重要参考。

基于OpenGL的混凝土泵车智能臂架系统仿真

介绍了基于OpenGL的混凝土泵车智能臂架仿真系统的实现。首先,考虑泵车的工作特点和控制需求,在分析臂架系统运动原理及模型的基础上,利用0penGL图形库及其与Visual C++的接口,建立了智能臂架仿真平台。本文采用可执行文件附加动态链接库的架构,设计了几何基本工具库、几何内核库、OpenGL图形渲染库和模型算法库四个动态链接库,并提供了用户操作界面。进一步又重点讨论了手动控制、自动展收臂和自动控制三种运动算法。实验结果表明所设计的仿真平台具有友好的界面,能够准确形象地显示泵车臂架的运动,验证所用算法的可行性。

混凝土泵车布料臂架系统多体动力学仿真

运用多体动力学理论和方法,建立一种混凝土泵车布料臂架系统动力学仿真模型,应用仿真模型对布料臂架系统进行了仿真研究,得出了该臂架系统各组成构件之间铰点的作用力变化规律,为布料臂架系统组成构件的结构参数设计提出了依据,尤其是为臂架系统连接件的应力应变疲劳寿命的评估分析以及关键结构件的最优化设计给出基本数据,这一研究为开发布料臂架系统虚拟样机打下基础.

混凝土输送泵车臂架系统流固耦合振动分析

针对混凝土泵车的工作原理和结构特点,结合现有输送管流固耦合理论的研究成果,提出了基础有平动位移的悬臂输送管理论模型,并通过多体运动学理论和Hamilton变分原理,建立该模型的运动微分方程。采用有限单元理论建立混凝土泵车臂架系统的流固耦合运动微分方程。选取混凝土流速U=2.265m/s和不考虑混凝土流动进行对比仿真分析后发现:两者臂架振动响应均值相同;但稳态时两者振动幅值比值最大,接近2;而改变Rayleigh阻尼系数则对臂架振动响应影响不大,这说明混凝土的流动增加臂架振动阻尼效应显著。结合Matlab仿真分析与Ansys三维有限元模型,模拟计算出了臂架结构动应力,对比测点应力测试结果与模拟计算结果,两者应力历程变化趋势相似,应力值较接近,最大差异小于20MPa,验证了仿真模型的合理性。

基于模糊理论的混凝土泵车臂架系统稳健设计

将稳健设计中的损失模型法和模糊数学中的综合评判方法应用于混凝土泵车臂架系统设计中,以臂架系统质量和所占空间体积为性能指标,同时考虑强度、局部稳定性等约束条件,对臂架系统进行了稳健设计,通过实例验证了该方法的正确性。

基于Modelica语言的泵车臂架系统举升过程仿真

混凝土泵车臂架系统是涵盖机械、液压、控制等多领域的复杂物理系统。以Modelica/MWorks为建模平台,对臂架系统进行了模块化拆解,采用参数化建模方法构建了各个元件的模型,然后通过这些元件搭建了臂架仿真模型并进行了动态仿真。仿真结果表明:液压冲击对臂架稳定性有着重要影响,PD(比例微分)控制系统对液压冲击有着较好的抑制。研究结果可为臂架系统的设计提供一定的参考。

门座起重机臂架系统在起升动载激励下的动态特性研究

根据机械振动理论,对门座起重机臂架系统结构在起升动载激励下动力学特性进行研究,建立起重机起升机构的动力学模型,确定了起升机构在起动、制动工况下,钢丝绳系统弹性力的计算公式;运用AD-AMS动力学软件,对臂架系统结构在起升过程时的动态响应进行仿真研究,为起升动载系数的选取提供一种新方法和理论依据。

6000t·h^(-1)装船机臂架系统分析

生产率为6000t·h-1装船机是港口散货输送的核心设备之一,结构(包括臂架系统)新颖且较复杂.应用有限元软件,建立6000t·h-1装船机臂架部分双肢、四肢钢结构的有限元模型进行2种设计方案的选型比较,对结构强度进行分析及验算,得出了2种结构的优缺点及适用范围.

基于多项式回归分析的机械臂架系统计算模型构建

针对具有臂架系统的工程设备在早期开发阶段,无法确定臂架系统主要参数,导致产品整体方案及其他部件方案设计没有参考数据的问题。以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,在已有臂架系统主要参数的基础上,运用多项式回归分析方法对臂架的长度与臂架重量,臂架长度与臂架静态总弯矩进行分析。通过多阶拟和建立数学模型,采用标准偏差和判定系数评判拟和方程,并与使用精确设计方法得到的臂架系统参数进行对比。结果表明:利用回归分析得到的数学模型,可以预测臂架系统主要参数的变化趋势,对于混凝土泵车而言,利用二项式回归分析建立的数学模型是最优的,即臂架长度与臂架重量,臂架长度与臂架静态总弯矩满足二次关系。研究结果不仅可以为混凝土泵车产品的设计提供科学依据,而且也能为具有类似臂架结构的高端装备的开发研究提供重要参考。

混凝土泵车臂架系统故障诊断实例

在混凝土泵车的施工过程中,臂架系统会出现动作缓慢和臂架油缸掉臂等故障,这些故障会影响工程的施工进度和施工安全。结合泵车臂架系统的结构特点,从泵车的电气和液压系统进行分析,诊断出故障产生的原因,并提出了故障解决方法。熟悉泵车臂架系统的结构和工作原理有利于迅速排除臂架系统的相关故障。