基于ADAMS的轻型自卸车液压举升机构的优化设计
基于ADAMS的自卸车举升机构优化设计_张毅
2005 3 专用汽车 ZH U A N YO NG Q ICHE21 基于ADAMS 的自卸车举升机构优化设计张 毅 马 力 李鹏飞武汉理工大学汽车工程学院 湖北武汉 430070 摘 要:利用A DAM S 软件中参数化建模与分析功能,建立了自卸车举升机构的参数化模型,以举升过程中工作油缸最大推力最小为优化目标,对举升机构的各铰接点位置布置进行了优化设计。
关键词:自卸车 举升机构 A DA M S 软件 优化设计中图分类号:U 469.4.03 文献标识码:A 文章编号:1004-0226(2005)03-0021-03Based on ADAMS Dump Truck Lifting MechanismOptimization DesignZhang Yi et alAbstract A variable model fo r dump truck lifting M echa nism wa s established by using A DA M S.With the maximal drive force of hy draulic cy linder as the o bjective ,o ptimization desig n to all a rticulated fulcr um s in -itial position was achieved.Key words dump truck ;lifting mechanism ;A DA M S so ftwa re ;o ptimization de sign收稿日期:2005-03-29作者简介:张 毅,男,1978年生,硕士研究生,研究方向为CAD /CA E 。
1 前言举升机构是自卸汽车上的重要工作系统之一,其设计质量直接影响自卸汽车的使用性能,因此对举升机构进行优化设计是十分必要的。
目前举升机构优化设计主要是通过编程方法来实现[1],这种方法必须首先推导相关的计算公式,编写目标函数和约束函数的计算机程序,甚至优化设计程序,因而要求设计人员不仅具备良好的专业知识,而且还必须懂得优化理论,具有较扎实的数学力学基础知识和很强的计算机程序编写能力。
浅析虚拟样机技术的自卸车举升机构仿真与优化
浅析虚拟样机技术的自卸车举升机构仿真与优化1 前言在传统的产品设计与开发中, 一般在完成概念设计、方案论证和产品设计后, 还要进行样机试制及验证。
随着计算机辅助设计(CAD)技术的成熟及大规模推广应用, 虚拟样机技术逐渐成熟起来。
借此工程技术人员可以在计算机上建立机械系统的模型, 伴之以三维可视化处理, 模拟在现实环境下系统的运动和动力特性, 并根据仿真结果优化系统的设计, 以在设计早期确定关键的设计参数、缩短开发周期, 降低成本、提高产品质量。
自卸车作为一种专用汽车, 其生产具有小批量、多品种的特点, 根据用户产品的特殊要求其举升机构有不同的结构形式和性能指标。
这就要求生产厂家应能根据用户的需求迅速作出反应, 设计生产出满足用户需求的产品来。
使用虚拟样机技术(软件采用目前世界上著名的多体系统动力学分析软件ADAMS)对自卸车举升机构进行仿真参数化处理, 进行优化设计, 这样不但可以大大加快产品的开发速度, 还可以实现用户对产品的定制。
下面就以S T3140 型自卸车(举升机构为前推连杆放大式)为例, 对整个设计过程进行详述。
2 建立自卸车举升机构的虚拟样机2 .1 建立自卸车的虚拟样机模型对于样机的建模, 由于ADMAS 软件的实体建模功能不强, 所以笔者在UG 软件中建立起自卸车的三维实体模型, 通过Parasolid 数据内核将数据转换到ADAMS 中。
而对于举升机构的关键构件如三角板、拉杆和油缸等, 直接在ADAMS 中建模。
2 .2 样机模型的抽象为了简化模型, 可将自卸车举升机构的样机模型抽象成等效模型。
:以车厢与副车架的铰支点O 为原点建立坐标系, ABC 为三角板、BD 为拉杆、CE 为油缸。
在A点三角板与车厢铰接, 在B 点三角板与拉杆铰接, 在C 点三角板与油缸铰接, 在D 点拉杆与车厢铰接, 在E 点油缸与副车架铰接。
ABCDE 、ABCDE 分别为举升机构举升前、后的位置。
基于杆组理论的自卸车举升机构分析与优化设计的开题报告
基于杆组理论的自卸车举升机构分析与优化设计的开题报告一、选题背景自卸车举升机构是指用于升起自卸车货箱的装置，其结构通常包括杆组、油缸、活塞、钩锁、升降臂等。
自卸车举升机构的设计和优化对提高自卸车的卸载效率和安全性具有重要作用。
目前，国内外已经涌现了很多基于杆组理论的自卸车举升机构研究成果，但是在设计中仍然存在一些问题。
例如，某些机构在重载状态下容易产生变形，甚至出现断杆等安全隐患；一些机构在使用过程中噪声过大，影响了使用效果。
因此，如何对自卸车举升机构进行分析和优化设计，提高其稳定性、安全性和使用效果，具有一定的现实意义和研究价值。
二、研究目的本课题旨在运用杆组理论对自卸车举升机构进行分析与优化设计。
通过对机构的力学特性和结构特点进行分析和研究，探究存在的问题和不足，并提出相应的改进和优化方案，以期提高自卸车举升机构的性能和安全性。
三、研究内容1. 自卸车举升机构的分析与建模：分析自卸车举升机构的结构特点和力学特性，建立相应的模型。
2. 自卸车举升机构的静态特性分析：通过杆组理论等方法，分析机构在静载荷情况下的受力情况和变形情况，探究机构的稳定性和安全性。
3. 自卸车举升机构的动态特性分析：对自卸车举升机构进行动力学分析，探究机构的运动规律和振动情况。
4. 自卸车举升机构的优化设计：基于分析结果和存在问题，提出相应的优化方案，以期提高机构的性能和安全性。
四、研究方法1. 理论分析法：采用杆组理论等力学理论方法，对自卸车举升机构的力学特性进行分析和计算。
2. 数值模拟法：基于ANSYS等软件，对自卸车举升机构进行有限元分析，探究机构的受力情况和变形情况。
3. 试验方法：采用试验验证的方式检验机构的设计方案和优化效果。
五、预期成果1. 自卸车举升机构的分析与建模，明确机构的结构特点和力学特性。
2. 自卸车举升机构的静态特性分析，探究机构的稳定性和安全性。
3. 自卸车举升机构的动态特性分析，揭示机构的运动规律和振动情况。
基于ADAMS的机_液耦合举升机构的优化设计_马斌强
第47卷第2期河南农业大学学报Vol．47No．22013年4月Journal of Henan Agricultural UniversityApr．2013收稿日期：2012－09－06基金项目：河南省教育厅自然科学基金项目（2004923010）作者简介：马斌强，1979年生，男，河南灵宝人，实验师，从事机械电子及信息技术方面研究．通讯作者：袁超，1961年生，男，河南开封人，副教授．文章编号：1000－2340（2013）02－0158－04基于ADAMS 的机－液耦合举升机构的优化设计马斌强1，赵玉成2，郭洁3，路康4，顿文涛1，谷小青1，袁超1(1．河南农业大学，河南郑州450002;2．河南省农业机械试验鉴定站，河南郑州450008;3．河南教育学院，河南郑州450046;4．郑州轻工业学院，河南郑州450002)摘要：以ADAMS 软件为平台，利用ADAMS /View 模块和ADAMS /Hydraulics 模块建立了平行杆翻转液压举升机构的机－液耦合仿真模型，并以液压系统的油缸最大举升力为优化目标对举升机构的机－液耦合模型进行优化设计，得到了液压缸安装支点的最佳布置方案以及合适的液压泵流量．经过优化的举升机构，油缸举升力和举升平台的速度随举升角的变化幅度变得平缓，且油缸的最大举升力显著下降．关键词：举升机构;机－液耦合;ADAMS ;优化设计中图分类号：TH137文献标志码：AOptimization design of a mechanic-hydraulic coupledlifting mechanism based on ADAMSMA Bin-qiang 1，ZHAO Yu-cheng 2，GUO Jie 3，LU Kang 4，DUN Wen-tao 1，GU Xiao-qing 1，YUAN Chao 1（1．Henan Agricultural University ，Zhengzhou 450002，China ；2．Henan Agricultural Mechanical Test Appraisal Station ，Zhengzhou 450008，China ；3．Henan Institute of Education ，Zhengzhou 450046，China ；4．Zhengzhou University of Light Industry ，Zhengzhou 450002，China ）Abstract ：The mechanic-hydraulic coupled simulation model of the hydraulic turnover mechanism con-sisting of four parallel connecting rods is built in the paper by using the primary module of ADAMS software ：ADAMS /View and ADAMS /Hydraulics．Then taking the maximum cylinder lifting force as the objective ，the optimization design of the mechanic-hydraulic coupled simulation model is processed with the help of ADAMS software．Finally ，the optimal layout scheme for the position of hydraulic cyl-inder and the appropriate flow rate of the flow source are obtained．In terms of the optimized model of the lifting mechanism ，the cylinder lifting force plot becomes gentler in contrast to the initial model ，so does the acceleration plot of the lifting platform．Furthermore ，the maximum cylinder lifting force of the optimized model decreases remarkably compared with that of the initial model．Key words ：lifting mechanism ；mechanic-hydraulic coupled ；ADAMS ；optimization design 液压举升机构利用液压油缸的油压力使活塞杆伸出产生力矩，推动举升机构的支撑杆绕各自的铰支点转动至合适的位置．通过对液压系统的控制，液压举升机构可以在中间任意位置停留并工作．平行杆翻转液压举升机构可以实现大吨位低速传动，能在较大范围内实现无级调速，并且在翻转第2期马斌强等：基于ADAMS 的机－液耦合举升机构的优化设计159过程中能保持正常的工作姿态，而且在相同功率条件下，传动装置体积小、重量轻、结构紧凑，在对机动性要求较高的场合应用广泛．许平勇等［1］，曹鹏举等［2］对平行杆液压举升机构进行了广泛的研究，通过解析计算得到液压缸支点位置的选择对液压缸推力的影响规律．杨彦龙［3］，崔丹［4］对液压机构进行了仿真分析，利用加在液压油缸上的平移驱动等效液压驱动力．本研究应用ADAMS 软件中的ADAMS /View 和ADAMS /Hydraulics 模块，建立了平行杆翻转液压举升机构的机－液耦合仿真模型，并以液压系统的油缸最大举升力为优化目标对举升机构的机－液耦合模型进行优化设计．1举升机构的机－液耦合仿真模型1．1机械系统的仿真模型平行杆翻转液压举升机构的空间拓扑结构如图1所示，其中ZT 21，ZT 22，ZB 21，ZB 22分别为上、下平行连杆支架与举升平台的铰接点；ZT 11，ZT 12，ZB 11，ZB 12分别为上、下平行连杆支架与固定在平台上的底座的铰接点；Y 1，Y 2分别为液压油缸的缸筒与固定平台的铰接点；YZ 1，YZ 2分别为液压油缸的活塞杆与下平行连杆支架的铰接点．在ADAMS /View 中，根据空间拓扑结构中各个点的位置关系，按照1ʒ1的比例对平行杆翻转液压举升机构的机械系统进行简化建模［5 8］，如图2所示．其中，重力加速度为y 方向－9．80665m ·s －2，模型材料选steel ，各个构件通过相应的运动副进行约束连接，以此限制相互之间的运动，使组成的机械系统具有预期的运动状态．图1液压举升机构空间拓扑图Fig．1The topology of the hydraulic1．2液压系统的仿真模型根据实际的液压回路，在ADAMS /Hydraulics 中建立平行杆翻转液压举升机构的液压系统回路．根据在ADAMS /View中建立机械系统仿真模型时图2液压举升机构机械系统仿真模型Fig．2ADAMS model of hydraulic lifting mechanism设置的模型单位，设置ADAMS /Hydraulics 中的环境参数，创建流体、油箱、流量泵、三位四通控制阀、溢流阀、液压缸、三通连接器等，并合理设置各个元件的参数［9，10］，然后将各液压元件按照设计的液压回路连接，得到如图3所示的液压系统回路．当三位四通控制阀由中位移至左位时，压力油进入液压缸无杆腔，活塞杆伸出推动平行连杆举升，同时液压缸有杆腔的液压油回到油箱，溢流阀用来保持液压回路的流量和压力稳定；反之，当三位四通控制阀由中位移至右位时，液压油直接进入液压缸有杆腔，举升平台下降，液压缸无杆腔的液压油经过溢流阀回到油箱，溢流阀可以防止液压缸活塞因负载重量而高速下落．图3举升机构液压系统Fig．3Hydraulic system of lifting mechanism1．3机械系统与液压系统的关联及仿真分析举升机构的动作由液压缸驱动机械系统中的平行连杆来完成．在ADAMS 软件中，液压缸的仿真通过2部分完成：1个是在ADAMS /View 中建立的机械实体部分，另1个是在ADAMS /Hydraulics 中建立的液压动力部分．通过液压系统仿真模型中160河南农业大学学报第47卷液压缸的I-Marker 和J-Marker 点和机械系统仿真模型中对应的活塞杆和油缸的Marker 点可以将这2个部分联系起来，从而实现举升机构的动作．这样，利用对应参数的关联就可以将液压系统模型与机械系统模型在同一界面下虚拟的结合到一起，即可得到举升机构的机－液耦合仿真模型．设置仿真时间、仿真步长等控制参数，经仿真计算分析得到油缸举升力曲线，如图4所示．举升过程中举升力没有突变，当举升角（平行连杆与水平方向夹角）小于10ʎ，油缸的举升力随着举升角的增大而增大，而当举升角超过10ʎ时，油缸的举升力将慢慢减小，其中最大举升力为6．4ˑ106N．图4油缸举升力曲线Fig．4The plot of cylinder lifting force2举升机构的优化设计2．1优化模型液压缸安装支点的位置以及液压泵的流量对液压系统的工作压力和液压油缸的最大举升力都有一定的影响，在举升机构的举升质量、最大举升角度不变的情况下，实现液压缸选型的经济性，就要求对液压系统的流量以及液压缸安装支点的位置进行优化．建立机－液耦合系统的优化模型如下：优化目标：f （X ）=min ｛F ｝设计变量：X =｛X YZ 1，X YZ 2，X Y 1，X Y 2，Q ｝式中：F 为油缸最大举升力；X YZ 1、X YZ 2、X Y 1、X Y 2为铰接点Y Z 1，Y Z 2，Y 1，Y 2的X 坐标；Q 为液压泵的流量．约束条件：g 1 g 13其中，g 1为最大举升角约束；g 2为液压缸活塞最大行程约束；g 3为液压缸运动速度约束；g 4为机构运动死点约束；g 5为液压泵的流量约束；g 6 g 13为铰接点YZ 1，YZ 2，Y 1，Y 2的坐标约束．举升机构优化设计的实质就是确定液压缸安装支点的最佳布置方案以及合适的液压泵流量，因此选择铰接点YZ 1，YZ 2，Y 1，Y 2的坐标和流量泵的初始流量作为优化设计的变量．2．2优化结果分析针对优化模型中选择的设计变量：X YZ 1，X YZ 2，X Y 1，X Y 2，Q ，在ADAMS /View 中创建对应的设计变量：DV_1，DV_2，DV_3，DV_4，DV_5，根据实际情况确定各个设计变量的取值范围，并将各取值范围等间距的取5个位置，其中DV_1和DV_2的取值相同，DV_3和DV_4的取值也相同．在优化设计之前，先进行几次试验设计分析，将设计变量的取值范围缩小，之后采用OPTDES-SQP 非线性序列二次规划算法进行优化设计［11，12］．初始模型和优化模型各设计变量的对比如表1所示，优化设计的油缸举升力对比曲线如图5所示，优化设计前后举升平台的加速度对比曲线如图6所示．表1初始模型和优化模型各设计变量对比Table 1Comparison of the design variables between the initial model and the optimized model设计变量Design variable DV_1/mm DV_2/mm DV_3/mm DV_4/mm DV_5/（mm 3·s －1）初始模型Initial model －4000－4000－1250－12505．4ˑ108优化模型Optimized model－4775－4775－1350－13504．2ˑ108由图5可知，在优化前，举升机构的起始举升力为2．1ˑ106N ，最大举升力为6．4ˑ106N ；在优化后，举升机构的起始举升力为1．3ˑ106N ，最大举升力为4．3ˑ106N ，分别下降了38%和33%，且油缸举升力随举升角的变化曲线变得较为平缓．由图6可以看出，经过优化设计，举升平台的速度变化更为平缓，在举升角达到65ʎ时开始减速，比优化前提前了15ʎ角．3结论本研究以ADAMS 软件为平台分别创建了液压举升机构的机械系统模型和液压系统模型，实现了在同一仿真框架下的机－液耦合模型的动态仿真分析，得到了举升机构从水平位置到工作位置的过程中，液压系统的油缸举升力的大小随着举升角度的变化规律，反映了机械负载对液压系统的影响．第2期马斌强等：基于ADAMS的机－液耦合举升机构的优化设计161为实现液压缸选型的经济性，在举升机构的举升质量、最大举升角度不变的前提下，尽可能降低液压系统的工作压力和液压缸的最大举升力，本研究以液压缸安装支点的坐标和流量泵的初始流量为设计变量，以油缸的最大举升力为优化目标，使用OPTDES-SQP非线性序列二次规划算法对举升机构的机－液耦合仿真模型进行优化设计．优化后的油缸举升力随举升角的变化较之优化前更为平缓，最大举升力大幅下降；优化后的举升平台的速度变化较之优化前更为平缓，举升平台到达工作位置时的水平速度较之优化前更小，减小了举升平台在工作位置停止时的对举升机构的影响．参考文献：［1］许平勇，曹鹏举．平行杆翻转举升机构及液压缸铰支点设计［J］．起重运输机械，2008（5）：23－25．［2］曹鹏举，许平勇．一种雷达用车载液压升降机构的设计［J］．起重运输机械，2009（10）：24－27．［3］杨彦龙．液压挖掘机工作装置的虚拟样机仿真分析［D］．天津：河北工业大学，2007．［4］崔丹．液压挖掘机工作装置的建模与仿真分析［D］．天津：河北工业大学，2008．［5］王国强，张进平，马若丁．虚拟样机技术及其在AD-AMS上的实践［M］．西安：西北工业大学出版社，2001．［6］周生保，程斐，赵静一，等．基于ADAMS的轻型自卸车液压举升机构的优化设计［J］．机床与液压，2011，39（24）：77－79．［7］马锐，张文明．基于虚拟样机技术的自卸汽车举升机构优化［J］．起重运输机械，2007（7）：32－33．［8］李尊远．基于虚拟样机技术的悬架系统的建模仿真及优化［D］．武汉：武汉理工大学，2008．［9］郝洪涛．基于虚拟样机技术的折叠翼厢式车车厢开启系统的研究［D］．上海：上海交通大学，2006．［10］龙云．6000t油压机液压系统的性能分析及优化［D］．兰州：兰州理工大学，2009．［11］高秀华，王云超，安二中，等．基于ADAMS的装载机工作装置优化［J］．计算机仿真，2007，24（1）：217－221．［12］黎育红，聂凌霄．基于ADAMS虚拟样机的多体系统动力学仿真［J］．武汉大学学报：工学版，2010，，43（6）：757－761．(责任编辑:蒋国良)。
自卸汽车举升机构的机械及液压系统设计
自卸汽车举升机构的机械及液压系统设计一、引言自卸汽车举升机构在现代物流和运输中占有极为重要的地位，因为它可以起重挪动货物，提高货物运输效率。
在举升机构中，机械及液压系统是关键因素之一，对举升机构的性能和可靠性有着至关重要的影响。
本文将从机械及液压系统设计两方面，详细的介绍自卸汽车举升机构的设计原理和过程。
二、机械系统设计在设计机械系统时，应该考虑到举升机构所要承受的负荷和挑战。
首先需要确定所有运动部件的尺寸和位置，以便满足承受负荷和运行稳定的要求。
其次需要选择合适的机械结构和连接件，以确保各个运动部件的协同运行。
最后，需要考虑安全因素，制定相应的安全措施，以保证使用过程中的安全性。
2.1 运动部件尺寸与位置设计在设计自卸汽车举升机构的运动部件时，应首先考虑所要承受的负荷。
举升机构将承受货物的重量和自身重量，因此需要确保各个部件具有足够的强度和刚度。
同时，需要考虑到升高货物所需的高度和占地面积，以便在有限的空间内完成升降工作。
2.2 机械结构与连接件设计自卸汽车举升机构的机械结构和连接件要求具有足够的强度和稳定性，以保证各个运动部件之间的协同运行。
常用的机械结构包括点式连杆机构、摆杆机构、旋转机构等，连接件包括螺栓、销子、铰链等。
在选择机械结构和连接件时，应当根据实际工作情况和要求，进行合理的选择和安排。
2.3 安全措施设计在自卸汽车举升机构中，安全永远是重中之重。
设计安全措施是确保机构在工作期间的正确且稳定运行的必要条件。
一些常规的安全措施包括安装安全带、加强运动部件的抗摆性、设置限制器等。
任何的失误或差错都可能导致安全问题，因此一定要在设计阶段充分考虑和采取必要的安全措施。
三、液压系统设计在自卸汽车举升机构中，液压系统是将机械的能量转换为液体压力能量的关键，其主要功能是控制升降运动和保持稳定平衡。
液压系统设计的目的是保证油液的压力、流量、温度和清洁度等指标，在一定的工作条件下保持稳定运行，满足设备使用的需要。
自卸车举升机构的优化设计
自卸车举升机构的优化设计摘要：自卸车举升机构在工业生产中起着重要的作用。
本文针对自卸车举升机构的不足之处进行了优化设计，通过对设计过程中的问题进行分析，提出了可以改进的措施，并对改进后的设计效果进行了验证。
结果表明，优化设计后的自卸车举升机构具有更高的可靠性和安全性，能够更好地满足工业生产的需求。
本文为自卸车举升机构的优化设计提供了有价值的参考和借鉴。
关键词：自卸车；举升机构；优化设计；可靠性；安全性正文：一、引言自卸车作为一种重要的物流运输工具，在现代工业生产中起着不可替代的作用。
而自卸车的举升机构作为核心部件，承担着车辆卸货的重要任务。
然而，由于自卸车举升机构的设计问题，会给车辆的使用过程带来不便和风险。
为了解决这些问题，本文将对自卸车举升机构进行优化设计，提高其可靠性和安全性，更好地适应工业生产的需求。
二、自卸车举升机构设计存在的问题在实际的自卸车举升机构设计中，存在着一些问题：1. 机构设计不合理。
一些举升机构的结构设计过于复杂，维修困难，从而增加了维护成本和时间。
2. 工作效率低下。
一些机构在卸货时需要进行多次调整，卸货效率低下，增加了卸货时间和成本。
3. 安全性低。
一些机构卸货时容易出现卡滞、拖沓等情况，给车辆的使用带来了风险。
三、优化设计方案针对以上问题，本文基于自卸车举升机构的实际使用需求，设计了以下优化方案：1. 优化机构结构。
减少机构的结构复杂度，将机构的所有部分都设计成具有可拆卸性和维护性，方便维修。
2. 直接控制机构。
引入直接控制机构，减少卸货需要多次调整的情况，提高卸货效率。
3. 采用防滞系统。
设计防滞系统，避免卡滞等情况的发生，提高卸货安全性。
四、设计效果验证为了验证以上优化设计方案的有效性，本文进行了实际应用，并进行了性能测试。
结果表明，优化后的自卸车举升机构具有以下优点：1. 结构简单，易于维护。
2. 卸货效率高。
3. 卸货过程安全可靠。
五、结论本文针对自卸车举升机构设计存在的问题进行了优化设计，并进行了实际应用和验证。
基于ADAMS的汽车起重机变幅机构优化设计
基于ADAMS的汽车起重机变幅机构优化设计汽车起重机变幅机构是汽车起重机的重要组成部分，主要负责实现起重机的变幅功能，从而适应不同工况下的起重需求。
随着汽车起重机应用场景的多样化和工作条件的复杂化，对变幅机构的性能和可靠性提出了更高的要求。
因此，基于ADAMS的汽车起重机变幅机构优化设计成为了一个热门的研究方向。
汽车起重机变幅机构的优化设计可以从以下几个方面入手：1.机构结构设计：根据工作条件和需求，选择合适的变幅机构结构。
常见的变幅机构包括摇臂式、筛桥式和伸缩臂式等。
摇臂式变幅机构结构简单，适用于较小起重机；筛桥式变幅机构结构复杂，适用于大型起重机；伸缩臂式变幅机构可以实现变幅范围更大的起重机。
通过ADAMS仿真分析不同机构结构的性能特点，选择合适的结构设计方案。
2.优化动力学性能：通过ADAMS仿真分析变幅机构的动力学性能，包括起动和停止的平稳性、运动过程中的振动和冲击等。
针对不足之处进行结构优化，提高变幅机构的动态性能。
例如，在摇臂式变幅机构中增加减震器，减小振动和冲击。
3.提高变幅机构的运动精度：汽车起重机变幅机构的运动精度对于起重操作的稳定性和安全性至关重要。
通过ADAMS仿真优化变幅机构的控制系统，提高变幅机构的位置控制精度和速度控制精度。
例如，在伸缩臂式变幅机构中引入闭环控制，增加传感器和执行器，实现精确控制。
4.增强变幅机构的可靠性和安全性：汽车起重机变幅机构的可靠性和安全性是设计时需要考虑的关键因素。
通过ADAMS仿真分析变幅机构在不同工况下的承载能力和稳定性，进行结构优化。
例如，在关键部位增加强度和刚度，提高变幅机构的承载能力和抗震能力。
总之，基于ADAMS的汽车起重机变幅机构优化设计可以通过仿真分析不同设计方案的性能特点，优化机构结构、动力学性能、运动精度和可靠性等方面，从而提高变幅机构的性能和可靠性，满足不同工况下的起重需求。
这对提高起重机的工作效率和安全性具有重要意义。
[自卸车,机构]关于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化研究
关于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化研究引言近年来,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,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ADAM S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。
1 虚拟样机的建立1. 1 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Catia、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ADAM S直接建立图1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40 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。
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。
基于ADAMS的装载机工作装置优化设计
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｌａ ｅ ｉ ｙｗ ｒ ｓ ｏ ｄ ｒ ｗｏ ｋｎ ｅ ｉ ｒ ｉｇ ｄ ｖｃ ｅ； ＡＤ ＡＭ Ｓ ｍｏ ｅｉｇ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ； ｄ ｌ ；ｏ ｔ ｎ ｍｉ ｉ ａｏ
作为一种主要工程机 械，轮式装 载机在 经济 建设 中发挥着重要 作用 ，其 制造成 本 的高低 、工 作性能的优劣直接 影响产 品的生产效率 、使 用寿 命，操纵性 能和经济性 。因此 ，采用 先进 的设计 方法对装载机工作装置进行 分析研究变得 日益重 要 。由于转 斗 油 缸 和 动 臂 油 缸 驱 动 力 的大 小 涉 及 到装载机发动机功 率的消耗及 制造成本 ，从 而关 系到装载机 的经济 性。因此 ，为 了提高装载 机 的 经济性 ，以驱动转 斗油缸和动 臂油缸所需 的力之 和最小为优化 目标 ，以铲斗举 升过程 中的平 移性 和传动角为约束条件对工作装 置进行优化研 究是 非常有意义 的。
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设计计算
Ｄ ＳＧ Ｅ ＩＮ＆ Ｃ Ｌ Ｕ Ａ ＩＮ Ａ Ｇ Ｌ ＴＯ
基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ的装 载 机 工作 装 置优 化 设 计
申文清 ，王金 刚 ，石 维佳 ，郜二妙
（＋ 北工 业大学 １河 机械 学 院 ，天 津 ３ ０３ ；２ 河北 工程 大学 ０ １０ ． 机 电学 院 ，河北 邯郸 ０ ６２ ） ５０ １
基于ADAMS的自卸车举升机构设计与仿真
图 ６ 满 载 时 车 厢 速 度 变 化 曲 线 图
由 图 ６ 可 知 ，在 满 载 的 工 况 下 ，举 升 全 过 程 中 车 厢 速度变化曲线走势平 稳 无 突 变，说 明 举 升 机 构 的 举 升
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机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１２年第２期
性 能 较 好 。 同 时 ，在 举 升 开 始 和 终 止 阶 段 ，速 度 平 稳 地 过 渡，也说明了在满载举升 时，举 升 机 构 的 启 动 和 制 动 性 能较好，对机构的冲击很小，能够满足实际的工作要求。 ３ 结 论
图 ５ 满 载 时 油 缸 压 力 变 化 曲 线 图
由图 ５ 可 知，在 满 载 的 工 况 下，油 缸 在 举 升 时 间 ｔ＝９．８ｓ时 所 受 的 压 力 最 大，约 为 １１２．５６２ｋＮ；在 举 升时间ｔ＝４０ｓ 时，油 缸 的 举 升 力 最 小，其 值 约 为 ８９．６８５ｋＮ；在举升时间ｔ＝０ｓ时，油 缸 所 受 的 压 力 值 为 １１０．４６２ｋＮ，与 经 验 设 计 计 算 值 相 差 较 小 ；同 时 ，在 整 个 举 升 过 程 中 ，油 缸 的 受 力 没 有 发 生 突 变 ，受 力 曲 线 走 向 平 稳 ，满 足 举 升 平 稳 的 实 际 工 作 要 求 。 ２．３．２ 满 载 时 车 厢 的 速 度 分 析
本文基于现有的工程车的总体设计参数和工作装 置 设 计 参 数 ，完 成 举 升 机 构 的 经 验 设 计 。 利 用 三 维 软 件 建立工程车的 总 体 模 型 ，从 而 构 造 工 程 车 的 虚 拟 样 机 ， 针对其投入 使 用 后 的 各 种 工 况 进 行 仿 真 分 析，预 测 产 品 的整体性能，进而改进产品设计参数、提高产品性能。 １ 举 升 机 构 参 数 的 设 计 及 分 析 １．１ 举 升 机 构 位 置 参 数 的 设 计 ［２］
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大 推力 最小为优化 目 ，对举升机构 的位 置布置和几何 参数进 行优化设 计 ，实现 了对举 升机构关 键位 置参数 的合理优 化 ， 标 为 改进机构设计提供 了依据 ，具有较 强的实用性。
关键词 ：自卸车 ；Ａ Ａ Ｓ Ｄ Ｍ ；液压举升机构 ；优化
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ２ Ｈ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１０ —３ ８ （０ １ ４—０ ７ ０ １ ８ １ ２ １ ）２ ７ —３
ｉ ｆ ｅ ｃ ｓｅ ｏ ｏ ｎ ｐ ｌ ａｉｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｉｎ ｈ ｓ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｅ ｃｅ ｃ ｙ ｒ ｕ ｉ ｉ ｉ ｇｍｅ ｈ ｎｓ ｆｒｄ ｍｐ ｎ ｕ ｎ ｅ ｃ ｎ ｍｙ ａ ｄ ａ ｐｉ ｔ ｈ ｒｃ ｅ ｉ ｉ ．Ｉ ｒ ｅ ｄ ｓｇ ｉｈ ｔ ｎ ｍｉ ｏ —ｆ ｉｎ ｙ ｈ ｄ ａ ｌ ｌ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｕ ｌ ｃ ｏ ｓｃ ｏ ｒ ｓ ｉ ｃ ｆ ｔ ｏ ｔ ｃ ｒ ｋ，ＡＤＭＡ ｏｔ ｒ ｓｕ ｉ ｚ ｄ ｔ ｕｌ ａ ａ ｔｒ ｅ ｄ ｌｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｌ ｉｇ ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｅ ｄ ｍｐ ｔ ｃ ． Ｔ ｋ ｎ ｅ ｍａ ｉ ｕ Ｓ ｓｆ ｗａｅ ｗａ ｔ ｉｅ ｂ ｉ ｐ ｒ ｍｅｅ ｉ ｄ ｍｏ ｅ ｆ ｄ ａ ｌ ｉ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｈ ｕ ｒ ｋ ｌ ｏ ｄ ｚ ｈ ｃ ｆ ｔ ｔ ｕ ａ ｉｇ ｔ ｘ — ｈ
基于 Ａ Ａ Ｓ的轻型 自卸车液压举升机构的优化设计 ＤＭ
周 生保 ，程 斐 ，赵静 一 ，张建福
（．江 苏海鹏特 种 车辆 有 限公 司 ，江 苏江 阴 ２４ ２ ；２ １ １５ １ ．燕山 大学机械 工程 学院 ，河北秦 皇 岛 ０ ６０ ） ６０６
摘要 ：液压举升机构是 自卸 车重要的工作系统之一 ，其传动效率 的高低直 接影 响汽 车的经济性 和使用特性 。以设计高 传 动效 率的 自卸车液压举升机构 为 目标 ，利用 Ａ Ｍ Ｓ软件建立 自卸车液压 举升机 构的参数 化模 型 ，以举升 过程 中油缸最 ＤＡ
ｍ ｍ ｔｒｓ ｍｎｍｉｎ ｓｏｔ ｉ ｄｏｊｃ，ｔｅｌｃｔ ｎ ｄｓｉｕｉ ｆｔｅｌ ｉｇｍ ｃａ ｉ ｎ ｅｍ ｔｃｐｒｍ ｔ ｓｗ ｒ ｏ ｔ ｕ ｕ ｔ ｉｉ ｚ ｇａ ｐｉ ｚ ｂｅｔ ｈ ｏａｉ ｉｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｉ ｎ ｅｈｎｓ ａｄ ｇｏ ｅ ｉ ａａ ｅ ｒ ｅｅ ｐｉ ｈ ｉ ｍ ｅ ｏ ｔｂ ｏ ｔ ｆ ｍｓ ｒ ｅ —
２１年 １ ０１ ２月
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ １ Ｖｏ． ９ Ｎｏ ２ １３ ． ４
第３ ９卷 第 ２ ４期
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ０ １—３ ８ ． ０ ． ４ ０ ８ ８ １２ １ ２ ． ２ １
自卸 车又 称 翻斗 车 ，由汽车 底 盘 、液 压举 升 机 构 、货 厢 、取力装置等部件组成 。 自卸车 由装备 的发 动机驱动液压举升机构 ，能够将货厢倾斜一定 的角度 自行 卸货 ，卸货完毕后货厢可 以 自行 回位 。 自卸车广 泛应 用在土木工程 、矿 山施 工等 领域 中 ，与挖 掘机 、 装 载机 、带式输送机 等工程 机械 联合 作业 ，构 成装 、 运 、卸生产 线 ，使 土方 、砂石 、散料等的装卸运输工 作实 现了高度机械化 。自卸车是我 国专用汽车 中产量 最大 的车型 。 液压举 升机构是 自卸车重要 的工作 系统之 一。前 推拉 杆放大式液压举升机构作为组合式举升机构 的一 种 ，具有结构简 单 、横 向 刚度 好 、举 升 转 动 圆滑 平 顺 、举 升系数小和省力等优点 ，特别适用于大 吨位 自 卸汽 车 ，是被广泛应用 的一种举升机构 。合理高效 的前 推拉杆放大式液压举升机构可 以有效地减 小举升 过程 中举升油缸推力 和液压 系统 的峰值 ，减少液压 冲 击 ，提 高液 压系统的使用寿命和整车操控性能 。 作 者对 某设计 额定载荷 ３９ 自卸 车采用 ．２Ｘ１ Ｎ ０ Ａ Ａ Ｓ 数化建模 方法 ，对 其举 升机构 进行 优化设 ＤＭ 参 计 ，最后得 出了新 的机构 参数。用该方 法对举 升机构
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Hale Waihona Puke （ ．ｉｎ ｓ ａ ｅ ｇＳ ｅｉ ｅｉｌ ｏ ，Ｌｄ ｉ ｇ ｉ Ｊ ｎｓ １ ５ １ ｈｎ ； １ Ｊ ｇｕ Ｈ ｉ ｎ ｐｃａ Ｖ ｈｃｅ Ｃ ． ｔ ，Ｊ ｎ ｙ ｉ ｇｕ２ ４ ２ ，Ｃ ｉａ ａ ｐ ｌ ｓ ａ ｎ ａ ２ Ｍ ｃ ａｉａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ，Ｙ ｎｈ ｎＵ ｉｅｓｙ ｉｈ ａ ｇ ａ ｅ ｅ ０ ６ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｅ ｈｎｃｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｏｌ ｅ ａ ｓａ ｎｖｒ ｔ，Ｑ ｎ ｕ ｎ ｄｏＨ ｂ ｉ ６ ０ ６ ｈｎ ） ｎ ｉ ｅ ｉ
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