轮式装载机工作装置优化设计研究

发布时间：2017-04-01 13:12

  本文关键词：轮式装载机工作装置优化设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机工作装置是自带转斗油缸和举升油缸的空间多杆机构，是装载机的重要组成部件，主要用来完成装卸作业。工作装置最初的设计方法是类比法和作图试凑法，这两种设计方法相对落后，在过去却起到重要作用，但其缺点也是显而易见的，设计人员需要完成大量艰苦的工作，而且设计过程容易依赖样机，不利于实现创新。因此，装载机生产厂商越来越注重对优化设计方法创新的研究。 论文主要就以下几个方面进行研究： （1）阐述装载机工作装置研究的背景与意义，叙述国内外的相关研究现状和研究趋势。指出装载机工作装置的优化设计系统的研究与开发的必要性。 （2）介绍工作装置的基本结构以及常见的几种结构类型，明确工作装置设计的要求与主要技术参数。阐述工作装置强度和油缸作用力的求解方法，并对工作状态下工作装置的整体受力以及各组成部件的受力状况进行详细地研究分析。 （3）在分析归纳国内外学者关于装载机工作装置研究成果的前提上，根据研究需要,建立起一个可以详细描述工作装置各杆件位置关系的优化模型。明确本文所设计方案的设计变量、目标函数、约束条件，为后期研究做好准备工作。 （4）对传统复合形法的基本思路和设计步骤进行论述总结，分析对复合形法进行改进的必要性，介绍几种常见的改进方法。确定优化方案中参数变量、约束要求和最终要实现的目标。最后对工作装置结构进行优化，并利用MATLAB和三维软件的仿真模块优化对结果的准确性进行初步验证。 （5）依照系统的开发设计原则，基于VB与MATLAB完成轮式装载机工作装置优化系统的设计、开发与应用。根据系统的优化结果，建立工作装置参数化模型，通过运动仿真和有限元分析，，验证系统设计的准确度。 （6）对本课题研究过程进行归纳梳理，并对今后需要展开的工作进行展望。
【关键词】：轮式装载机工作装置 优化设计系统 有限元分析 运动仿真
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 国内外研究现状及未来发展趋势11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.2.3 未来装载机的发展趋势13-15
• 1.3 目前优化设计中存在的不足15-16
• 1.4 本文研究的主要内容及特色16-17
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究特色16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2 轮式装载机工作装置设计18-34
• 2.1 装载机工作装置结构类型18-22
• 2.1.1 概述18-19
• 2.1.2 工作装置结构类型分析19-22
• 2.2 工作装置的设计要求及主要技术参数22-25
• 2.2.1 设计要求22-23
• 2.2.2 主要技术参数23-25
• 2.3 工作装置的强度计算25-28
• 2.4 工作装置油缸作用力的确定28-31
• 2.5 工作装置各部件的受力分析31-33
• 2.5.1 摇臂的受力分析31-32
• 2.5.2 动臂的受力分析32
• 2.5.3 连杆的受力分析32-33
• 2.5.4 铲斗的受力分析33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 装载机工作装置优化设计数学模型34-45
• 3.1 虚拟样机技术简介34-35
• 3.2 工作装置虚拟样机的实现方法35
• 3.3 优化设计的数学模型35-44
• 3.3.1 设计变量的确定35
• 3.3.2 建立目标函数35-42
• 3.3.3 约束条件的确定42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 复合形算法在装载机工作装置研究中的应用45-55
• 4.1 复合形法基本思想与设计应用过程45-48
• 4.1.1 基本思想45-46
• 4.1.2 设计应用过程46-48
• 4.2 优化结果48-51
• 4.3 对优化结果的检验51-54
• 4.3.1 铲斗举升平动性分析51-52
• 4.3.2 装载机工作装置各个杆件运动变化情况52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 轮式装载机工作装置优化设计系统的实现55-82
• 5.1 系统设计55-60
• 5.1.1 系统设计的主要过程55-58
• 5.1.2 系统现代设计方法58-59
• 5.1.3 系统开发工具59-60
• 5.2 系统的体系结构60-61
• 5.3 优化设计系统框架组成及子模块的构图61-65
• 5.3.1 优化设计系统框架组成61-62
• 5.3.2 优化设计系统子模块示意图62-65
• 5.4 优化设计系统分模块应用举例65-71
• 5.4.1 历史记录查询65-66
• 5.4.2 制定新方案66-71
• 5.5 系统的准确性验证71-81
• 5.5.1 优化方案72
• 5.5.2 对优化结果进行动力学分析验证72-75
• 5.5.3 对优化结果进行有限元分析验证75-81
• 5.6 本章小结81-82
• 总结与展望82-84
• 论文总结82
• 论文展望82-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-91
• 攻读学位期间发表和已录用的学术论文91
• 攻读学位期间参加的科研项目和取得的成果91-92

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本文编号：280680