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基于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化.pdf

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上传者: purecccc 2012-07-05 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化pdf》,可适用于人文社科领域,主题内容包含第卷第期广西工学院学报年月JOURNALOFGUANGXIUNIVER。SITYOFTECHNOLOGYVo.No.Dec.文章编号()基于ADAM符等。

第卷第期广西工学院学报年月JOURNALOFGUANGXIUNIVER。SITYOFTECHNOLOGYVo.No.Dec.文章编号()基于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化韦志林黄昶春沈光烈黄贵东(广西工学院汽车研究所广西柳州)摘要:利用ADAMS的虚拟样机技术对自卸车举升机构进行设计的一种快速准确的方法建立虚拟样机模型并对其仿真分析以机构的关键点作参数化处理进行机构的优化分析得到最优结构。关键词:自卸车举升机构仿真优化ADAMS中图分类号:U.文献标识码:A引言近年来随着经济的发展市场对重型自卸车的需求量大大增加这类自卸车广泛应用于使用条件比较恶劣的矿山工地举升机构是自卸车的核心机构设计时既要考虑运动学问题又要考虑机构的强度问题。若举升机构设计不当容易发生结构的早期断裂现象。自卸车的举升机构可分为直推式和连杆组合式两大类。直推式设计简单易于计算但油缸行程长一般采用多级油缸成本高。连杆组合式油缸行程短可采用单级油缸制造工艺简单机构经优化后可得到较小的油缸力曲线但由于其结构复杂设计计算比较困难。传统的设计方法是采用“作图法”效率低且精度差。近来出现利用计算机编制优化程序进行设计的一些方法卅计算精度得到了提高但程序一般只针对一种类型的举升机构程序通用性差而调试工作量大如何保证程序的可靠性也是令人头疼的问题。随着CAE技术的成熟虚拟样机技术得到了广泛应用工程技术人员可以利用CAD软件建立三维机构模型在CAE软件中对其施加铰链及运动约束模拟现实中的机构运动并进行仿真优化得到所需的设计数据精确度高并大大缩短开发周期降低了成本。采用世界一流的多体动力学仿真软件ADAMS的虚拟样机技术对某汽车厂重型自卸车的浮动油缸式举升机构进行仿真优化研究目的是对原有机构进行优化在给定举升质量和满足最大举升角的前提下改变机构尺寸使油缸举升力最小降低油缸的制造成本。虚拟样机的建立.建立模型ADAMS软件的建模能力不强虚拟样机的三维模型可利用Carla、UG等三维CAD软件建立再导入ADAMS软件中。本次设计为了简化模型、加快设计进度在ADAMS直接建立图所示的抽象模型并不影响计算结果。长方体为装载货物的车箱总质量为t假设在工作过程中总质量不发生变化A为后铰链点BD为拉杆CE为油缸DEF为三角板。图虚拟样机模型A~F点均为圆柱副连接油缸CE由两个连杆组成相对运动为滑动副施加平移驱动。施加运动副时要注意其方向正确性并不得有多余约束否则不能完成运动仿真。收稿日期:一Ol基金项目:广西壮族自治区自然科学基金(桂科自).作者简介:韦志林(一)男广西罗城人。广西工学院讲师武汉理工大学在读研究生。维普资讯http:wwwcqvipcom广西工学院学报年月由图可知B、C、D、E、F为设计关键点要找到一个最佳位置使油缸举升力最小并满足自卸车其它方面的要求。各点的初始位置可以由原车型各点的设计位置来确定A点为原点。.虚拟样机的仿真模型建立后进行一次仿真油缸行程按mm输出油缸举升力随活塞行程的变化曲线(见图)。油缸举升力最大值为(.)N..模型的参数化进行优化要定义设计变量设计变量的值是可以改变的。以B~F点的z、坐标作为设计变量当各点的坐标变化时杆件和结构尺寸也发生相应的改变系统自动修改模型不需要人工干预提高了优化效率。油缸誉升力^活塞行程(mm)图优化前油缸举升力随活塞行程的变化曲线定义设计变量的值时要注意它们的取值范围这个取值范围取决于车箱底架及副车架的结构布置并不与举升机构产生干涉。将定义好的设计变量代入各点坐标中即完成了虚拟样机的参数化过程。.建立约束条件为了使自卸车能将货物卸干净举升角应大于货物的安息角。该型自卸车主要用于运载煤炭煤炭的安息角为。~o设计时最大举升角取O。在优化过程中需要满足这一约束条件。定义约束条件时首先定义一个“测量”(取名MEAAⅣGLE)以获得仿真过程中的举升角约束条件应为:(MEAANGLE)>而在ADAMS中不能出现这样的不等式而要定义一个表达式:(MEAANGLE)然后将该表达式在仿真终了时的取值作为约束条件在仿真结束时系统保证该表达式的值小于零。优化计算前述工作完成后便可进行优化分析。在满足约束条件的前提下优化程序在设计变量的取值范围内自动对其进行调整最终得到使油缸力最小的设计变量值。软件ADAMS/View提供了一个友好的用户界面可以输出各种力、位移、速度、加速度等曲线便于用户直观了解在优化过程中约束条件、目标函数等“测量”的变化情况。本次优化涉及十个设计变量要在一次计算中同时对这么多的设计变量进行优化往往由于计算过程中各设计变量的取值产生矛盾而使计算失败。因此对于这种设计变量较多的情况应先对部分设计变量进行优化得到一个优化结果再对其它设计变量进行优化。为了确定第一次优化的设计变量需要对每一个设计变量进行分析研究其敏感度即对目标函数的影响程度选择最高的变量作为第一次优化的设计变量。各点在初始位置的敏感度如表所示。表设计变量在初始位置的敏感度选择z方向上敏感度最大的及方向上敏感度最大的作为第一次优化的设计变量经过计算得到优化值再对其它变量进行第二次优化。优化前后各点的坐标如表。维普资讯http:wwwcqvipcom第期韦志林等:基于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化表优化前后各点的坐标优化前后油缸举升力曲线对比见图油缸举升力.E最大值由(.X)N降为(.X)N起始处举升碧.E力由(.X)N降为(.X)N分别减少了篝.E.和.这对防止车辆结构的早期断裂和整车.E减重都起到一定的效果。.E结束语厂、\一优甜.前、|\\’一~一\.\).oOOo活塞行程(ram)机构ADA靛MS等萎言三图优油力比机构的最佳尺寸。仿真的另一个应用是求出支点(A、B、C、F点)的反力为车架和车箱的结构计算提供载荷条件。而举升机构的进一步有限元计算也可以在ADAMS中进行这时要建立机构的实体模型通过CAE软件(如Nastran、ANSYS等)转换为中性文件再导入ADAMS中计算。参考文献:尹雄武.轻型自卸车举升机构的优化设计J.专用汽车():.刘伟.SXEt型自卸车举升机构的设计J.陕西汽车():.高皓东黄卫琳.HQGGD型自卸车举升机构的优化设计J.湖北汽车():.明平顺.汽车运输专用车辆M.北京:人民交通出版社.SimulationandoptimizationofliftingmechanismofheavydutytippersbasedonADAMSWEIZhilinHUANGChangchunSHENGuanglieHUANGGuidong(ResearchInstituteofAutomobileGuangxiUniversityofTechnologyGuangxiLiuzhouChina)Abstract:ThepaperputforwardarapidandexactmethodofdesigningtheliftingmechanismoftippersbyusingvirtualprototypetechnologyofADAMS.Byestablishingvirtualprototypemodelandgivingasimulatinganalysisandparametrizationofkeypointsofthemechanismandoptimizationanalysisofthemechanismtheoptimummechanismwasobtained.Keywords:tipperliftingmechanismsimulationandoptimizationADAMS(责任编辑李捷)维普资讯http:wwwcqvipcom

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