风力叶片自动合模装置双液压缸铰点位置设计

叶片模具是风力叶片制造的关键设备,当前风电叶片模具的开合主要有机械起重机吊装翻转和全自动液压翻转2种方式,采用机械行车提吊翻转过程不连续且精度较差,而现有的自动合模装置主要采用对称布置的2个液压缸,翻转过程中会碰到死点且对液压缸损害很大。针对上述问题,文中介绍了一种新型双液压缸风力叶片自动合模装置,描述了其结构和工作原理,并建立了该装置的几何模型,推导了翻转过程中液压系统主副液压缸力矩计算的数学模型,通过Matlab遗传算法工具箱对该自动合模装置双液压缸的铰点位置进行优化设计,使翻转过程中液压缸动力矩变化尽可能拟合负载的阻力矩,优化设计结果表明,通过该方法可以进一步优化该装置的结构尺寸,提高叶片合模的效率和精度。

GA-PSO混合算法的工作臂铰点优化设计

现有施工装置中离不开挖掘机工作臂,但在工作过程中因承载和振动,造成铰接点销轴破裂。为了提高工作的可靠性,通过SolidWorks软件建立模型,分析由铲斗、斗杆、动臂及其油缸构成平面连杆机构工作原理;建立动臂动力学模型,借助齐次矩阵方法分析各部件的铰点位置参数,得到各铰点受到外力和力矩;以动臂各铰点受力为优化目标,以各铰点坐标参数作为设计变量,以动臂油缸所做功为约束条件,实现目标函数模型建立。借助GA-PSO混合算法,进行选择、变异和交叉操作,提高工作臂的优化设计参数精确度;结合ADAMS软件,得到优化后和优化前铰点受力曲线,实现了优化后铰点受力小于优化前。同时,为相关农业机械的研究提供理论研究基础。

一种新型卧倒式坞门用铰点与止水装置设计

为有效提高坞门开闭效率,延长其使用寿命,对基于传统卧倒式坞门的铰点与止水装置进行优化设计,并在此基础上设计一种新型的卧倒式坞门用铰点与止水装置。研究表明:新型的卧倒式坞门铰点及止水装置设计安装可靠、使用方便、开闭及拆装简便,止水效果显著。研究成果可为卧倒式坞门设计提供一定参考。

混凝土泵车臂架机构铰点位置优化研究

文中以某混凝土泵车为研究对象,针对臂架工作过程中液压缸受力过大且缺乏变幅平顺性的问题开展基于ADAMS的动力学分析与仿真研究,探索复杂运动特征下臂架结构的承载特性。通过建立臂架结构参数化模型并进行分析研究,基于真实载荷驱动进行臂架铰点位置优化,使液压缸最大受力大幅度降低。鉴于第1阶段优化过程针对目标单一,对臂架结构的优化设计缺乏完善性,故分析优化过程并构建多目标非线性约束优化模型,提出一种快速可行的联合仿真优化方案。分析结果表明,该方案进一步实现了液压缸与连杆的危险工况受力减小,有效降低了臂架工作过程中的受力波动,变幅机构性能得到明显提升,为混凝土泵车臂架机构铰点位置优化设计提供了理论基础。

外骨骼机器人膝部三铰点零件轻量化研究

为了满足康复训练外骨骼机器人的结构轻量化要求,提出了拓扑优化与响应面法相结合的结构优化方法,通过对某康复训练外骨骼机器人膝部三铰点进行了轻量化研究与多目标优化设计,利用拓扑优化工具对其零件进行初步优化,然后以质量、最大位移及最大极限应力为目标,以零件尺寸为设计变量,进行多目标优化设计。结果表明,在满足刚度和强度的前提下,2次优化后的三铰点零件质量减轻了26.14%,为康复训练外骨骼机器人的轻量化与实用性研究,提供了新的途径。

装载机机架铰点的受力分析

通过对装载机铰接系统的受力状况进行分析,得出了铰点位置与铰点受力状态之间的数学关系式。利用线性规划理论分析了该关系,主要结论是:装载机的铰销强度计算,应该主要考虑后轮离地工况。

基于ADAMS仿真技术的挖掘机铰点受力分析

为了获得挖掘机工作时主要铰接点处的连续受力变化值,利用Pro/E 4.0和ADAMS 2005两种软件,建立了SWE90U液压反铲挖掘机的虚拟样机.在虚拟环境中,分别模拟了该挖掘机的铲斗挖掘、斗杆挖掘和平整操作3种典型工作状态,并针对该挖掘机的4个主要铰接点的受力情况进行了分析研究,得到了一系列相应的铰接点受力变化曲线.结果表明,动臂与斗杆铰接点的受力情况变化最为剧烈,而摇杆与斗杆铰接点的受力情况变化最为平缓.

液压挖掘机工作装置铰点轴和轴套间隙计算模型

分析了挖掘机工作装置铰点轴和轴套配合间隙不合理引发的故障机理。提出了铰点轴和轴套间最小间隙和最大间隙的计算方法,并对计算分析得出的间隙取值与国外同类产品进行了比较。研究结果表明,提出的铰点轴与轴套间隙的计算理论及方法是可行的。

新型铁钻工铰接臂铰点位置的优化

鉴于铁钻工铰接臂铰点的位置直接影响伸展与升降油缸的最大工作压力与油压稳定性,在分析铁钻工铰接臂运动特性的基础上,以降低最大工作压力与提高压力稳定性为目标,采用统一目标函数法建立针对铰点位置的优化模型。采用遗传基因算法,利用Matlab优化工具箱,优化铰点位置。根据优化结果,借助Adams软件建立铰接臂动力学模型,比较优化前后伸展与升降油缸油压的变化情况。仿真结果表明:优化后的铰点位置大大提高铰接臂工作性能。

Stewart平台铰点工作空间的研究

针对并联六自由度运动平台工作空间大小与结构尺寸参数评价关系问题进行了探讨,提出了6-6结构六自由度并联机构铰点工作空间的概念,并以此出发建立了工作空间大小与尺寸参数的联接关系表达式,从而实现了直接依据工作空间大小进行结构尺寸设计而不必进行大量工作空间反复核算。通过仿真实验不仅验证了投入使用的飞行模拟器六自由度运动平台结构设计的合理性,而且依据铰点工作空间的原理构造出Stewart平台位置可达工作空间。此方法既为系统总体结构参数合理选择提供理论依据,又对Stewart平台工程设计提供机构边界运动范围,为工作空间的分析与综合提供了新途径。

剪叉式升降平台液压缸推力与铰点力的计算

针对剪叉式升降平台的强度与刚度的校核问题,对升降平台中的剪叉机构进行了受力分析。运用虚位移原理计算液压缸推力,采用先整体后分离的方法计算了铰点力。虚位移原理分为几何法与坐标法两种方法,以五叉两缸式升降平台为例,采用两种方法对液压缸推力进行了推导,得到了两组液压缸推力表达式;运用先整体后分离的方法对剪叉机构进行了受力分析,建立了平衡方程。将某型号升降平台的尺寸参数代入到两组液压缸推力表达式中,用Matlab绘出了液压缸推力随升角变化曲线,并将两种方法得到的曲线与实际工程中测得的数据曲线进行了对比;将最大推力值与尺寸参数代入到铰点力计算的平衡方程中可得到铰点力值。研究结果表明,两种方法计算的结果最大偏差为2%;理论计算得到的液压缸推力值与实际工况中测得的推力值的误差在5%以内,验证了上述方法的准确性。上述方法均可推广到其他结构形式的剪叉式升降平台的液压缸推力与铰点力计算中。

冲击破岩掘进机工作机构支臂与油缸铰点力仿真

为研究冲击破岩掘进机凿岩过程支臂与各油缸铰点的受力情况,根据多体动力学理论建立该机工作机构运动方程,运用ADAMS建立其虚拟样机模型.由波动力学理论确定了破碎头凿岩过程的随机载荷,通过对最大破碎深度、最大破碎高度各支臂与油缸铰点力仿真,得到各铰点受力变化规律.结果表明:各铰点力随凿岩阻力变化,波动明显,且与工作机构位姿有关;最大破碎高度时掘进油缸与支臂Ⅲ所受平均载荷最大,易使工作机构支臂产生疲劳裂纹,影响其使用寿命.与Matlab计算结果对比,两者最大误差为0.29%,证明所建模型及研究方法可行.

基于遗传算法随车起重机折叠臂架铰点位置优化

以中型随车起重机折叠臂架结构为研究对象,为了降低此结构中液压缸最大受力和液压油波动对整机性能的影响,依据工作装置的工作原理,建立铰点优化数学模型,以液压缸受力最小为优化目标,各个铰点间长度为设计变量,在MATLAB中采用遗传算法对折叠臂架铰点位置进行优化设计,从优化结果可以看出,液压缸最大受力值明显减小,同时在整个工作过程中受力曲线较优化前曲线趋势明显变缓,液压油波动情况减弱,对液压缸安全性、稳定性具有重要意义.

基于有限元方法的钻孔机立柱下铰点结构优化设计

针对钻孔机立柱下铰点的设计须满足调直及高承载能力的要求,提出了一种新的铰点结构,并应用有限元软件对其进行了分析和优化,得出了减少应力集中的三点接触优化结果及与之对应的铰点截面形状。

基于粒子群算法的支撑式转臂驱动装置铰点位置的优化

以工程机械中常见的支撑式转臂结构为研究对象,为使该种结构的驱动装置在整个工作状态内达到最优效果,通过分析该种结构并建立其数学模型,得出影响支撑式转臂结构驱动装置受力情况的主要因素,并对其运用粒子群优化算法进行优化,从而得出最优的铰点位置.因所使用的优化方法及优化对象均有一定的通用性,为方便工程应用,编写了该种结构的优化程序,并将某型液压挖掘机动臂液压缸原铰点位置代入本文所给优化程序,通过比较优化前后动臂液压缸受力情况,理论验证了该方法的可行性.

基于弹性稳定约束的桁架臂顶节铰点布局优化研究

运用铁摩辛柯弹性稳定性理论,将桁架臂结构简化成铁摩辛柯梁形式,并以最小屈曲储存应变能为目标函数建立数学模型。针对该模型,在MATLAB环境下编制了优化分析程序,并运用改进的遗传算法对桁架臂顶节铰点布局优化问题进行求解,然后对比分析桁架臂优化前后的稳定性,以确定该数学模型是否合理。研究结果表明,优化模型是合理的,它为解决桁架臂顶节铰点布局方案优化问题提供了一种新的更有效的途径。

主卷扬的布置对旋挖钻机动臂变幅机构铰点受力特性的影响

旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬的布置对动臂变幅机构各铰点受力特性的影响,基于动静法建立主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构铰点受力的数学模型;当主卷扬位于钻桅下部时,铰点受力视为主卷扬位于回转平台上的一个特例。在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:与主卷扬位于钻桅下部动臂变幅机构各铰点受力相比较,主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构各铰点受力较小。

掘进机截割机构回转铰点对截割能力的影响研究

利用Matlab程序设计语言对纵轴式掘进机的截割机构的回转铰点进行设计研究,从而分析回转铰点的不同位置对水平切割牵引力的影响,为提高掘进机的破岩能力和关键元部件的强度设计提供一定的依据。

基于Matlab的某机场升降摆渡平台举升油缸铰点位置设计

为减小摆渡平台举升作业过程中液压缸的最大推力,建立了举升作业的数学模型,通过虚位移原理对液压缸的推力进行解析分析,利用Matlab定量研究举升油缸位置参数对油缸最大推力的影响。根据工程要求与结构参数,通过仿真分析确定以油缸推力最小为设计目标的铰点位置参数。结果表明,油缸的铰点位置与油缸推力存在非线性对应关系,在满足空间布置要求的基础上,铰点布置方案应以油缸受力最小为设计目标。

运用响应面法的高空作业车臂架变幅三铰点位置优化

针对现有高空作业车臂架变幅三铰点位置优化中缺乏动力分析和对作业人员舒适度考虑的问题,以平台起升速度最小、起升加速度最小、起升高度最大,主臂油缸行程最短,起升动态过程中各节折臂与变幅油缸铰点应力最小为目标,各节臂变幅三铰点位置为变量,运用拉丁超立方抽样试验法和Kriging插值法建立响应面模型,基于遗传算法进行多目标优化。结果表明,此方法能得到较好的优化效果且与实际仿真结果误差较小,同时弥补了现有研究缺乏动力分析和对工作人员舒适度考虑的不足。