液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究

液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究

论文题目: 液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 陈玉峰

导师: 宋立权

关键词: 液压挖掘机,工作装置,综合优化,运动与动力,性能参数综合优化,结构综合优化

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 优化设计方法已在我国工程设计领域得到广泛运用。它是建立在近代数学最优化方法和计算机程序之上,解决复杂设计问题的一种有效工具,是计算机辅助设计(CAD)应用中的一个重要方面。它运用到机械设计中,能根据产品的要求,合理地确定和计算各项参数,以其达到最佳设计目标。本文以WYL160 型液压挖掘机工作装置为例,进行了性能参数和结构的运动与动力综合优化研究。主要工作和结论以下: ①在深入研究优化设计方法和综合设计方法的基础上,提出了综合优化设计方法。其方法为复杂机械优化设计提出了一种新的优化设计思想,建立了一种能用于产品开发、设计的新体系。②根据机器人机械手结构原理,应用Denavit-Hartenberg 齐次变换矩阵对液压挖掘机工作装置运动与动力分析,导出了新的工作装置运动学和动力学方程。③完成了液压挖掘机工作装置性能参数的运动与动力综合优化。优化改进了挖掘机工作装置的主要性能参数。④完成了液压挖掘机工作装置的结构综合优化。探讨了结构综合优化集成,即结构优化建模、结构有限元分析、灵敏度分析、前后置处理、综合优化设计和CAD 系统等。通过综合优化计算,减轻了工作装置的重量,提高了挖掘机设计的安全可靠性。⑤运用综合优化设计理论和方法,研制开发出液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化CAD 系统。实现了动态分析和面向对象的优化设计过程。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 引言

1.1 概述

1.2 国内外研究现状综述

1.2.1 国外现状

1.2.2 国内发展状况

1.3 研究内容、目的及意义

2 综合优化设计方法论

2.1 优化设计方法概论

2.2 综合设计方法概论

2.3 综合优化设计方法

2.3.1 综合优化设计方法提出来的背景

2.3.2 综合优化设计方法的概念

2.3.3 液压挖掘机运动与动力综合优化设计方法

2.3.4 综合优化设计方法的意义

2.4 本章小结

3 性能参数运动与动力综合优化

3.1 液压挖掘机工作装置的运动与动力分析

3.1.1 液压挖掘机机器人化分析

3.1.2 运动学方程计算

3.1.3 液压缸长度反解计算

3.1.4 动力学方程计算

3.2 性能参数运动与动力综合优化数学模型

3.3 性能参数运动与动力综合优化方法的实现

3.3.1 软件简介

3.3.2 优化方法

3.3.3 程序设计

3.3.4 计算实例

3.3.5 结果分析

3.4 本章小结

4 结构运动与动力综合优化

4.1 结构优化设计方法简介

4.1.1 数学模型

4.1.2 结构优化常用算法

4.1.3 结构优化常用技术

4.2 相关软件

4.3 液压挖掘机工作装置建模

4.3.1 建立挖掘机工作装置3D 模型库

4.3.2 斗杆、动臂的有限元网格划分

4.3.3 斗杆、动臂主要性能参数简化模型

4.3.4 斗杆、动臂施加约束、载荷

4.4 结构动力学优化

4.4.1 优化建模:优化目标、设计变量和约束条件

4.4.2 建立敏感度研究

4.4.3 优化方法的选取和实现

4.4.4 升级模型

4.5 计算结果的处理和分析

4.5.1 导入第三方解算器计算

4.5.2 分析结论

4.6 升级模型的结构运动分析

4.7 升级模型的结构动力学分析

4.7.1 概述

4.7.2 结构模态分析

4.8 本章小结

5 液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化CAD 系统

5.1 概述

5.2 系统的组成

5.2.1 性能参数数据库CAD 模块

5.2.2 工程分析CAE 模块

5.2.3 图档管理PDM 模块

6 全文总结和结论

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士期间发表的学术论文

发布时间: 2005-11-07

参考文献

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液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究
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