重卡驾驶室液压翻转机构优化分析及其辅助软件开发
这是一篇关于重卡驾驶室,液压翻转机构,AMESim,软件开发,优化分析,振荡的论文, 主要内容为近些年来国内重卡行业蓬勃发展,各厂商从车辆性能、品质、成本、服务、用户体验等多方面展开激烈的竞争。新汽车车型的推出时间逐渐缩短,专业开发厂商对重卡驾驶室翻转系统的设计开发难度成几何倍数增加,且开发周期缩短、车型变量增加、方案难度大、技术方案质量要求更高。如何以更短的时间完成一款新车型驾驶室翻转系统设计及验证成为业内不小的挑战。目前大部分厂商所生产的重卡驾驶室都在逐渐的平头化,为保养与维修发动机需要使驾驶室向前翻转,而重卡驾驶室重量太大,所以选择液压式翻转机构进行翻转工作。首先针对目前重卡驾驶室翻转机构的优化目标单一,无法准确衡量整车性能是否提高的问题。根据实际翻转时的工作状况,选取顶出力系数、油压波动系数、翻转容量多个评价参数进行多目标优化。三个评价参数都受同样的自变量影响,可以将驾驶室翻转机构性能的优化问题当成有约束的多目标问题进行优化分析。三个评价参数根据企业自己的需要取不同的加权系数,将驾驶室翻转机构的性能作为最终的评价指标。通过层次分析法确定各个参数的加权系数,在MATLAB软件中进行多目标优化问题的求解。其次,针对驾驶室在回落过程中产生的振荡问题,对其产生的原因进行分析。针对振荡的时长和幅度两方面进行优化分析,通过改变翻转机构上下铰接点的位置来优化振荡的时长,通过改变最大开度时的特征流量或者相应的压降,来间接改变液控单向阀控制阀口的大小,从而减小驾驶室回落时的振荡幅度。基于AMESim软件搭建重卡驾驶室翻转系统仿真模型,对优化前后的重卡驾驶室翻转机构的性能进行分析,对前文优化结果进行仿真验证。最后为提高重卡驾驶室液压翻转系统设计开发的效率,简化其优化步骤,基于Python语言开发优化软件辅助优化工作的进行。在软件界面设计、驾驶室翻转过程模拟、优化函数的求解方面分别采用Python的Py Qt、Num Py、Sci Py的扩展库完成其对应的功能设计。结果表明,在重卡驾驶室液压翻转机构的优化方面优化后的性能相比于优化前的性能提升了11.72%与仿真结果近似。在驾驶室振荡方面经过优化后,驾驶室回落阶段产生的振荡在产生时长和幅度方面有着不同程度的优化。辅助软件可正常显示运行并通过优化计算得出优化结果。
高频伺服扭转疲劳试验机液压系统设计与开发
这是一篇关于电液伺服,摆动液压缸,间隙密封,AMESim,Delphi的论文, 主要内容为疲劳破坏是指材料在远低于材料强度极限的交变应力作用下而发生破坏的现象，是多数机械零部件早期失效的主要形式。扭转疲劳试验机是用来确定工业生产中各种曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓等零件的动态力学性能，即疲劳性能。电液伺服系统具有精度高、响应快、功率高的特点，因此本试验机采用电液伺服系统，摆动液压缸作为电液伺服系统的执行元件。 因为电液伺服疲劳试验机属于技术密集型测试设备，其核心技术长期被欧美及日本等发达国家所掌握，并一直垄断着全球的产品市场，而我国在该领域的研究起步相对较晚，与国外先进技术存在不小差距。在国内，大部分试验机厂只生产用于静载测试的扭转试验机，而用于动载测试的扭转疲劳试验机几乎没有，所以加强该领域的研究工作并形成工业量产就是非常有必要。 机架，液压系统，测控系统等作为此设备的主要组成部分。其中液压系统和测控系统是高频伺服扭转疲劳试验机的核心部分，它们的性能将直接影响试验机的频率、精度以及响应速度等。本论文是与上海美西为机电设备有限公司合作完成的，主要内容包括：液压系统设计，摆动液压缸的设计和液压系统主要元件选型，基于AMESim液压系统建模与仿真以及实验软件开发。 液压系统的整体设计是基于技术要求。摆动液压缸的设计是借鉴汉臣（HAENCHEN）公司伺服缸间隙密封技术，将该密封技术运用于此执行元件中，并对输出轴、缸体内壁、动叶片外弧面和定叶片内弧面进行热处理，提高摆动液压缸的使用寿命。同时对伺服阀、液压泵、传感器选型。 基于AMESim液压系统建模与仿真是运用AMESim软件对系统进行建立模型，并设置相应的参数，对液压系统进行基于角度闭环反馈和扭矩闭环反馈的仿真。结果表明该试验机液压系统具有良好的动态性能，也验证了该液压系统的设计具有可行性。 实验软件是基于Delphi软件开发平台开发的试验软件程序，实现单通道加载，N闭环滑模变结构反馈控制。控制方式包括扭矩控制、角度控制，在试验开始前通过界面操作完成控制方式的转换，试验开始后禁止进行控制方式转换。加载波形包括正弦波、三角波、矩形波、梯形波、锯齿形波、自定义波等，并在试验开始前可以设置对应的频率、初相、峰值和均值等参数。要求有实验保护功能，自动停止和手动急停实验功能。实时记录试验数据同时保存为文本文件，为试验数据后续处理提供方便。 最后进行高频伺服扭转疲劳试验机的安装与调试，对调试过程中出现的问题分析并提出解决方案。最终试验机满足设计要求。
高频伺服扭转疲劳试验机液压系统设计与开发
这是一篇关于电液伺服,摆动液压缸,间隙密封,AMESim,Delphi的论文, 主要内容为疲劳破坏是指材料在远低于材料强度极限的交变应力作用下而发生破坏的现象，是多数机械零部件早期失效的主要形式。扭转疲劳试验机是用来确定工业生产中各种曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓等零件的动态力学性能，即疲劳性能。电液伺服系统具有精度高、响应快、功率高的特点，因此本试验机采用电液伺服系统，摆动液压缸作为电液伺服系统的执行元件。 因为电液伺服疲劳试验机属于技术密集型测试设备，其核心技术长期被欧美及日本等发达国家所掌握，并一直垄断着全球的产品市场，而我国在该领域的研究起步相对较晚，与国外先进技术存在不小差距。在国内，大部分试验机厂只生产用于静载测试的扭转试验机，而用于动载测试的扭转疲劳试验机几乎没有，所以加强该领域的研究工作并形成工业量产就是非常有必要。 机架，液压系统，测控系统等作为此设备的主要组成部分。其中液压系统和测控系统是高频伺服扭转疲劳试验机的核心部分，它们的性能将直接影响试验机的频率、精度以及响应速度等。本论文是与上海美西为机电设备有限公司合作完成的，主要内容包括：液压系统设计，摆动液压缸的设计和液压系统主要元件选型，基于AMESim液压系统建模与仿真以及实验软件开发。 液压系统的整体设计是基于技术要求。摆动液压缸的设计是借鉴汉臣（HAENCHEN）公司伺服缸间隙密封技术，将该密封技术运用于此执行元件中，并对输出轴、缸体内壁、动叶片外弧面和定叶片内弧面进行热处理，提高摆动液压缸的使用寿命。同时对伺服阀、液压泵、传感器选型。 基于AMESim液压系统建模与仿真是运用AMESim软件对系统进行建立模型，并设置相应的参数，对液压系统进行基于角度闭环反馈和扭矩闭环反馈的仿真。结果表明该试验机液压系统具有良好的动态性能，也验证了该液压系统的设计具有可行性。 实验软件是基于Delphi软件开发平台开发的试验软件程序，实现单通道加载，N闭环滑模变结构反馈控制。控制方式包括扭矩控制、角度控制，在试验开始前通过界面操作完成控制方式的转换，试验开始后禁止进行控制方式转换。加载波形包括正弦波、三角波、矩形波、梯形波、锯齿形波、自定义波等，并在试验开始前可以设置对应的频率、初相、峰值和均值等参数。要求有实验保护功能，自动停止和手动急停实验功能。实时记录试验数据同时保存为文本文件，为试验数据后续处理提供方便。 最后进行高频伺服扭转疲劳试验机的安装与调试，对调试过程中出现的问题分析并提出解决方案。最终试验机满足设计要求。
重卡驾驶室液压翻转机构优化分析及其辅助软件开发
这是一篇关于重卡驾驶室,液压翻转机构,AMESim,软件开发,优化分析,振荡的论文, 主要内容为近些年来国内重卡行业蓬勃发展,各厂商从车辆性能、品质、成本、服务、用户体验等多方面展开激烈的竞争。新汽车车型的推出时间逐渐缩短,专业开发厂商对重卡驾驶室翻转系统的设计开发难度成几何倍数增加,且开发周期缩短、车型变量增加、方案难度大、技术方案质量要求更高。如何以更短的时间完成一款新车型驾驶室翻转系统设计及验证成为业内不小的挑战。目前大部分厂商所生产的重卡驾驶室都在逐渐的平头化,为保养与维修发动机需要使驾驶室向前翻转,而重卡驾驶室重量太大,所以选择液压式翻转机构进行翻转工作。首先针对目前重卡驾驶室翻转机构的优化目标单一,无法准确衡量整车性能是否提高的问题。根据实际翻转时的工作状况,选取顶出力系数、油压波动系数、翻转容量多个评价参数进行多目标优化。三个评价参数都受同样的自变量影响,可以将驾驶室翻转机构性能的优化问题当成有约束的多目标问题进行优化分析。三个评价参数根据企业自己的需要取不同的加权系数,将驾驶室翻转机构的性能作为最终的评价指标。通过层次分析法确定各个参数的加权系数,在MATLAB软件中进行多目标优化问题的求解。其次,针对驾驶室在回落过程中产生的振荡问题,对其产生的原因进行分析。针对振荡的时长和幅度两方面进行优化分析,通过改变翻转机构上下铰接点的位置来优化振荡的时长,通过改变最大开度时的特征流量或者相应的压降,来间接改变液控单向阀控制阀口的大小,从而减小驾驶室回落时的振荡幅度。基于AMESim软件搭建重卡驾驶室翻转系统仿真模型,对优化前后的重卡驾驶室翻转机构的性能进行分析,对前文优化结果进行仿真验证。最后为提高重卡驾驶室液压翻转系统设计开发的效率,简化其优化步骤,基于Python语言开发优化软件辅助优化工作的进行。在软件界面设计、驾驶室翻转过程模拟、优化函数的求解方面分别采用Python的Py Qt、Num Py、Sci Py的扩展库完成其对应的功能设计。结果表明,在重卡驾驶室液压翻转机构的优化方面优化后的性能相比于优化前的性能提升了11.72%与仿真结果近似。在驾驶室振荡方面经过优化后,驾驶室回落阶段产生的振荡在产生时长和幅度方面有着不同程度的优化。辅助软件可正常显示运行并通过优化计算得出优化结果。
荸荠挖掘机的设计与仿真关键技术研究
这是一篇关于荸荠挖掘机,改进设计,有限元法,多体系统动力学,AMESim的论文, 主要内容为荸荠是一种具有经济价值和营养价值的水生蔬菜,我国每年产量在140万吨左右,是我国重要经济作物之一。荸荠是一种易种植、产量高、难收获的农作物。目前,我国仍然采用传统的人工挖掘方式,但这种方式劳动强度大、效率低、成本高,因此,本课题旨在研发一种荸荠挖掘机,以提升荸荠机械化收获的效率和效果,并为荸荠种植者带来更多的便利。本文的重点研究内容包括:(1)经过详细的实地考察和研究,确定了三种不同的荸荠收获机,并且根据项目的要求,仔细比较了它们的优势和不足,最终确定了方案一中的荸荠挖掘机作为最佳收获方案。选定收获方案后,对其关键部件进行相应的设计及选型设计。待机器加工完成后,对所研制的荸荠挖掘机进行田间试验,测试其在田间作业时的可靠性及稳定性,及时发现样机所存在的问题,为后期样机的改进与优化提供重要的借鉴。(2)荸荠挖掘机改进设计及仿真分析。针对田间试验中机器出现的问题对其进行改进设计,其中包括整机执行机构布置、挖掘铲、直线运动部件的改进;运用Opti Struct软件对荸荠挖掘机关键零部件进行拓扑优化,得到了其最优结构形式,仿真结果表明:优化后的结构相对于优化前的总体积减少了45.7%;运用ANSYS仿真软件对荸荠挖掘机的两种危险工况进行结构强度仿真分析计算,结果显示:荸荠挖掘机满足结构强度要求,部分结构存在较大轻量化空间;运用ANSYS Workbench中的Response Surface Optimization模块对刚度和强度余量较大的结构进行尺寸优化设计,仿真结果表明:尺寸优化后的该结构相对于优化前的结构质量下降了29.5%,由此可见,应用响应面优化于结构尺寸分析不仅能满足制件的强度要求,还能达到轻量化的目标。(3)基于ADAMS的荸荠挖掘机动力学仿真分析。在ADAMS软件中建立荸荠挖掘机多刚体系统动力学模型后,运用ADAMS软件对荸荠挖掘机进行动力学仿真分析,根据荸荠挖掘机挖掘荸荠的动作对其液压缸的运动轨迹进行规划,分析其每个液压缸运动位移与受力情况,其分析结果为下文的液压控制系统设计提供了相关参数,也为多刚体系统物理样机的制造提供了理论依据。(4)基于AMESim的荸荠挖掘机液压控制系统设计及仿真分析。在传统小型挖掘机液压系统的基础上,加入负载敏感系统对液压系统进行改进设计,以达到实现负载压力跟随、减小溢流损失、提高系统效率的目的。随后在AMESim液压仿真软件中建立了基于PID液压控制系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明:液压控制系统实现了对挖掘、翻转、推土等动作的运动轨迹准确控制,验证了液压控制系统设计的合理性和有效性。
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