液压挖掘装载机WZ30-25反铲装置仿真优化
发布时间：2023-09-29 03:55
挖掘装载机是在一个专用或通用底盘上,同时装有挖掘装置和装载装置的一种多用途工程机械。其反铲工作装置具有单斗液压挖掘机反铲挖掘装置的主要特征,还要考虑其与装载装置相互工作协调的特点。所以,反铲工作装置设计的优劣以及反铲工作装置与机体铰接点的位置将直接影响整机性能的发挥。本课题就是根据这种实际情况,第一部分应用虚拟样机技术对反铲工作装置进行仿真优化,并在仿真优化过程中将整机稳定性等因素考虑进去,使优化结果能基本满足整机要求。第二部分对反铲作业装置进行有限元分析,以确定反铲工作装置的结构合理性。 由于地质情况比较复杂,挖掘装载机机经常工作在各种复杂的工况下。因此,要求挖掘装载机要具有良好的适应性和可靠性,这就给挖掘装载机的设计提出了严格的要求。所以,对挖掘装载机进行动力学研究具有非常重要的意义。本文主要做了以下工作: 1.基于数学及几何学理论,对挖掘装载机的反铲装置做运动学及动力学分析。详尽叙述了动臂机构,斗杆机构,铲斗连杆机构的设计要求,特别是传动角,各铰点和结构布置的空间几何要求。基于反铲装置对整机稳定性进行了分析。 2.基于虚拟样机及仿真技术的发展,应用ADAMS软件对虚拟样机WZ3...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 本课题现状及发展趋势
1.1.1 中国挖掘装载机行业发展概况、机遇及其前景
1.1.2 目前液压挖掘装载机的研究发展应致力解决的三个基本问题
1.1.3 我国挖掘装载机的研制方向
1.2 虚拟样机技术的发展及应用
1.2.1 虚拟样机技术与多体系统动力学
1.2.2 虚拟样机技术在ADAMS 中的应用
1.3 有限元理论的发展及应用
1.3.1 有限元法的基本思路
1.3.2 ALGOR 程序的优势
第二章 挖掘装置运动学及动力学分析
2.1 挖掘装置的结构及工作特点
2.2 挖掘机构的设计原则
2.3 挖掘机构运动学分析
2.3.1 动臂机构
2.3.2 斗杆机构
2.3.3 铲斗连杆机构
2.4 挖掘机构动力学分析
2.4.1 挖掘阻力的计算
2.4.2 工作液压缸的理论挖掘力
2.4.3 整机理论挖掘力
2.5 整机性能要求对反铲机构优化的影响
第三章 ADAMS 基础理论与反铲装置优化设计方法
3.1 ADAMS 动力学分析理论
3.1.1 坐标的选择
3.1.2 动力学方程的建立方法
3.1.3 动力学方程的求解方法
3.1.4 简介ADAMS 优化仿真的基本模块
3.2 挖掘装载机反铲装置优化设计的方法与策略
3.2.1 建模的指导思想
3.2.2 反铲装置优化应建立的子目标函数F1--F10
3.2.3 模型的控制
3.3 样机WZ30-25 的反铲装置优化的基本思想
第四章 挖掘装载机WZ30-25 反铲装置的仿真优化
4.1 液压挖掘装载机WZ30-25 模型建立和仿真
4.1.1 参考样机WZ30―25 机型的概述
4.1.2 挖掘装载机WZ30―25 的建模及动态仿真
4.1.3 反铲作业装置挖掘能力的仿真分析
4.1.4 校验原样机WZ30-25 挖掘装载机的整机稳定性
4.2 对铲斗机构建模仿真优化
4.2.1 铲斗机构挖掘工况的确定
4.2.2 建立铲斗机构优化目标函数
4.2.3 确定铲斗机构优化的设计变量
4.2.4 铲斗机构优化结果讨论
4.3 对斗杆机构建模仿真优化
4.3.1 引入主挖区的概念
4.3.2 斗杆机构挖掘工况的确定
4.3.3 建立斗杆机构优化目标函数
4.3.4 确定斗杆机构优化的设计变量
4.3.5 斗杆机构优化结果讨论
4.4 对动臂机构建模仿真优化
4.4.1 动臂机构提升工况的确定
4.4.2 建立动臂机构优化目标函数
4.4.3 确定动臂机构优化的设计变量
4.4.4 动臂机构优化结果讨论
4.5 反铲装置优化结果校验
4.6 计算结果分析
第五章 反铲工作装置有限元分析
5.1 有限元理论
5.1.1 有限元理论简介
5.1.2 板壳问题的有限单元
5.1.3 引入Von Mises 应力的定义
5.2 反铲工作装置各主要部件的受力分析
5.2.1 动臂结构与受力分析
5.2.2 斗杆的结构及受力分析
5.2.3 铲斗的结构及受力分析
5.3 不同工况下姿态的选取
5.3.1 挖掘状态时动臂计算位置Ⅰ
5.3.2 挖掘状态时斗杆计算位置Ⅰ
5.3.3 铲斗发挥最大挖掘力位置
5.4 挖掘装载机生产中所采用的最新工艺材料
5.5 有限元计算小结
第六章 全文总结和展望
参考文献
摘要
ABSTRACT
致 谢
导师与作者简介
本文编号：3849240
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 本课题现状及发展趋势
1.1.1 中国挖掘装载机行业发展概况、机遇及其前景
1.1.2 目前液压挖掘装载机的研究发展应致力解决的三个基本问题
1.1.3 我国挖掘装载机的研制方向
1.2 虚拟样机技术的发展及应用
1.2.1 虚拟样机技术与多体系统动力学
1.2.2 虚拟样机技术在ADAMS 中的应用
1.3 有限元理论的发展及应用
1.3.1 有限元法的基本思路
1.3.2 ALGOR 程序的优势
第二章 挖掘装置运动学及动力学分析
2.1 挖掘装置的结构及工作特点
2.2 挖掘机构的设计原则
2.3 挖掘机构运动学分析
2.3.1 动臂机构
2.3.2 斗杆机构
2.3.3 铲斗连杆机构
2.4 挖掘机构动力学分析
2.4.1 挖掘阻力的计算
2.4.2 工作液压缸的理论挖掘力
2.4.3 整机理论挖掘力
2.5 整机性能要求对反铲机构优化的影响
第三章 ADAMS 基础理论与反铲装置优化设计方法
3.1 ADAMS 动力学分析理论
3.1.1 坐标的选择
3.1.2 动力学方程的建立方法
3.1.3 动力学方程的求解方法
3.1.4 简介ADAMS 优化仿真的基本模块
3.2 挖掘装载机反铲装置优化设计的方法与策略
3.2.1 建模的指导思想
3.2.2 反铲装置优化应建立的子目标函数F1--F10
3.2.3 模型的控制
3.3 样机WZ30-25 的反铲装置优化的基本思想
第四章 挖掘装载机WZ30-25 反铲装置的仿真优化
4.1 液压挖掘装载机WZ30-25 模型建立和仿真
4.1.1 参考样机WZ30―25 机型的概述
4.1.2 挖掘装载机WZ30―25 的建模及动态仿真
4.1.3 反铲作业装置挖掘能力的仿真分析
4.1.4 校验原样机WZ30-25 挖掘装载机的整机稳定性
4.2 对铲斗机构建模仿真优化
4.2.1 铲斗机构挖掘工况的确定
4.2.2 建立铲斗机构优化目标函数
4.2.3 确定铲斗机构优化的设计变量
4.2.4 铲斗机构优化结果讨论
4.3 对斗杆机构建模仿真优化
4.3.1 引入主挖区的概念
4.3.2 斗杆机构挖掘工况的确定
4.3.3 建立斗杆机构优化目标函数
4.3.4 确定斗杆机构优化的设计变量
4.3.5 斗杆机构优化结果讨论
4.4 对动臂机构建模仿真优化
4.4.1 动臂机构提升工况的确定
4.4.2 建立动臂机构优化目标函数
4.4.3 确定动臂机构优化的设计变量
4.4.4 动臂机构优化结果讨论
4.5 反铲装置优化结果校验
4.6 计算结果分析
第五章 反铲工作装置有限元分析
5.1 有限元理论
5.1.1 有限元理论简介
5.1.2 板壳问题的有限单元
5.1.3 引入Von Mises 应力的定义
5.2 反铲工作装置各主要部件的受力分析
5.2.1 动臂结构与受力分析
5.2.2 斗杆的结构及受力分析
5.2.3 铲斗的结构及受力分析
5.3 不同工况下姿态的选取
5.3.1 挖掘状态时动臂计算位置Ⅰ
5.3.2 挖掘状态时斗杆计算位置Ⅰ
5.3.3 铲斗发挥最大挖掘力位置
5.4 挖掘装载机生产中所采用的最新工艺材料
5.5 有限元计算小结
第六章 全文总结和展望
参考文献
摘要
ABSTRACT
致 谢
导师与作者简介
本文编号：3849240
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