汽车起重机变幅液压系统性能研究

论文摘要

汽车起重机作为工程机械的重要产品,主要由底盘、转台、伸缩臂、副臂等组成,它广泛应用于水利水电建设、大型核电站施工以及大量国家基础设施的建设,其作业效率远远超过人类极限,在现代社会建设大潮中扮演着越来越重要的角色。汽车起重机液压系统一般由几个回路组成,主要包括支腿回路、回转回路、先导控制回路以及由多路阀控制的变幅、伸缩、起升回路。其中变幅液压系统回路控制着臂架的变幅、承担着来自臂架、油缸自重以及吊载负荷,其性能是衡量汽车起重机性能的一个重要因素。本课题源于某公司与国内知名高校合作项目,以25T汽车起重机的变幅液压系统的开发、研究为背景,结合系统仿真学、多体动力学理论、数据采集软件和实验,针对变幅液压系统,进行静、动态仿真研究。同时对臂架机构进行多体动力学仿真分析,并与试验结果对比,以此保证仿真模型的准确性,在此基础上,针对性地提出优化方案,通过仿真及实车实验验证优化方案的可行性和有效性。本课题的研究、实践表明,采用系统仿真分析方法和多体动力学仿真方法、计算机辅助设计对复杂液压系统设计以及机构运动学分析十分有效,可缩减分析时间,提高效率,缩短产品的研发周期,节省设计成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 仿真技术的发展及其在液压领域的应用
• 1.1.1 液压仿真技术的发展与概况
• 1.1.2 国外研究现状
• 1.1.3 我国液压仿真技术的研究现状
• 1.2 本文的意义及主要研究内容
• 1.2.1 选题的背景
• 1.2.2 主要研究内容
• 1.2.3 选题的意义及研究难点
• 1.3 本章小结
• 第2章 联合仿真方法、软件应用及起重机知识
• 2.1 联合仿真方法
• 2.1.1 联合仿真方法介绍
• 2.1.2 联合仿真方法类型
• 2.2 Imagine.Lab AMESim 和Virtual.Lab Motion 软件介绍
• 2.2.1 Imagine.Lab AMESim 软件介绍
• 2.2.2 LMS Virtual.Lab motion 软件介绍
• 2.2.3 多体动力学理论基础
• 2.3 汽车起重机的结构组成
• 2.4 变幅机构原理及变幅液压系统原理
• 2.4.1 变幅机构原理
• 2.4.2 变幅液压系统原理图
• 2.4.3 技术研究路线
• 2.5 本章小结
• 第3章 变幅液压系统仿真建模及多体动力学建模
• 3.1 变幅液压系统关键元件建模
• 3.1.1 变幅主阀仿真建模
• 3.1.2 平衡阀仿真模型及数学模型推导
• 3.1.3 调速阀仿真模型及数学模型推导
• 3.1.4 溢流节流阀仿真模型及数学模型推导
• 3.1.5 压力补偿阀仿真模型
• 3.1.6 二次溢流阀仿真模型及数学模型推导
• 3.1.7 吊臂仿真模型
• 3.2 变幅液压系统仿真模型建立与修正
• 3.2.1 变幅液压系统仿真建模
• 3.2.2 变幅液压系统仿真修正
• 3.3 吊臂三维建模
• 3.4 AMESim 与VL motion 联合仿真
• 3.5 问题工况的模拟
• 3.5.1 变幅小开口流量不稳定现象
• 3.5.2 变幅下放时间过长现象
• 3.5.3 全伸臂空载变幅抖动现象
• 3.5.4 系统压力偏高现象
• 3.5.5 平衡阀开启滞后现象
• 3.5.6 臂架反弹现象
• 3.6 本章小结
• 第4章 变幅液压系统优化设计
• 4.1 问题工况分析及解决方案
• 4.2 优化方案及仿真效果
• 4.2.1 优化方案
• 4.2.2 优化方案仿真效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 变幅液压系统动态性能实验研究
• 5.1 测试系统组成
• 5.2 实验方案
• 5.3 试验数据记录及分析
• 5.3.1 原始方案试验数据
• 5.3.2 优化方案试验数据
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文