發(fā)布時間：2020-07-22 01:04

【摘要】：高空作業(yè)車是一種將人從地面舉升至高空作業(yè)的機械設備,廣泛應用于我國的市政、園林等領域。高空作業(yè)車主要的工作動作是臂架的變幅運動,而支持臂架變幅運動的驅動力來自于驅動油缸的伸出與縮回,所以油缸對臂架作用力的作用位置直接影響著臂架變幅過程中的各種性能。因此,對臂架變幅鉸點位置的研究就顯得尤為重要。現(xiàn)有臂架變幅油缸鉸點位置優(yōu)化的研究,大多先以靜力平衡的理論建立鉸點力隨變幅角度變化的關系,然后進行單目標或多目標優(yōu)化,屬于靜力學范疇。針對臂架結構形式復雜的混合臂式高空作業(yè)車,本文充分考慮臂架變幅過程中慣性力對變幅性能的影響,以平臺起升最快、高度最大、加速度最小以及整個動態(tài)過程中各鉸點應力最小為目標,在基于傳統(tǒng)靜力學理論優(yōu)化的基礎上采用響應面法,運用動力學、有限元和歸回分析的理論對混合臂式高空作業(yè)車各節(jié)臂架變幅油缸鉸點位置進行多目標優(yōu)化。完善了現(xiàn)有優(yōu)化方法在動力學性能方面考慮的不足,改善了高空作業(yè)車臂架變幅鉸點處的受力情況。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)以靜力學和解析幾何等理論建立臂架變幅系統(tǒng)的數(shù)學模型,得到各節(jié)臂架變幅油缸力隨各變幅角度變化的函數(shù)關系,以此確定各變幅油缸力相對最大時的臂架位姿。(2)在此臂架位姿下,將臂架變幅油缸鉸點的位置尺寸作為設計變量,各節(jié)臂架變幅油缸力均相對最小作為優(yōu)化目標,確定邊界條件,運用遺傳算法進行優(yōu)化。(3)對優(yōu)化后的模型進行模態(tài)分析,并運用Workbench模擬了臂架起升的全過程,記錄了此過程中各節(jié)臂架變幅油缸鉸點處應力的變化情況及作業(yè)平臺的運動學信息。(4)在基于靜力學優(yōu)化方法得到的結果上進一步優(yōu)化。運用響應面法建立了優(yōu)化目標關于設計變量的完全二次響應面模型。以此模型進行多目標優(yōu)化,并將結果以新的設計參數(shù)代入有限元模型分析驗證。結果表明:在考慮慣性力對臂架變幅所帶來的影響時,第一節(jié)臂架與油缸鉸點處所受應力最大值減少了6.2%、第二節(jié)臂架與油缸鉸點處所受應力最大值減少了10.5%、第三節(jié)臂架與油缸鉸點處所受應力最大值減少了4.6%、作業(yè)平臺起升速度(豎直方向)增加了4%、平均加速度減少了28.2%、瞬時最大加速度減少了8.3%、飛臂與飛臂變幅油缸鉸點處所受應力最大值減少了26.2%、調(diào)平油缸與飛臂連接座鉸點處所受應力最大值減少了11.5%、作業(yè)平臺在模擬時間內(nèi)所達到的高度增加了2.1%。說明此優(yōu)化方法有效可行。
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH211.6
【圖文】：

而后逐漸降溫，直到現(xiàn)在的平穩(wěn)發(fā)展。雖然目前對工程機械的需求量上不如爆發(fā)式發(fā)展時期需求巨大，但對于國家建設而言，工程機械的需求量依然維持在一個必須的范圍內(nèi)今后的發(fā)展不再是量的增長，而是質(zhì)的保證和提高。高空作業(yè)平臺車作為一種舉升設備遍及于我國的市政維修、園林園藝、地產(chǎn)房建和國防建設等眾多領域。高空作業(yè)平臺車不僅有著安全穩(wěn)定、移動便捷、駕駛方便等一般工程機械設備的普遍優(yōu)點，而且還有著其特殊的功能：載人高空作業(yè)的功能特點。高空作業(yè)車是一種類似于臂架式起重機的工程機械，與一般起重機吊載貨物將其舉升至指定地點的功能不同的是，高空作業(yè)平臺車的貨物被換成了人，它是將人承載在飛臂末端的載人平臺，從地面舉升至指定高度的某處，從而支持工作人員從事高空作業(yè)的一種舉升設備。因此，只要是需要工作人員在高空進行工作的場合，大多都要用到高空作業(yè)平臺車。比如對城市供電線的搶修、對高層建筑的清潔以及對樹木的修剪等。根據(jù) GB/T 9465-2008《高空作業(yè)車國家標準》中對各種形式高空作業(yè)平臺車的分類可將其分為伸縮臂式（S）、折臂式（Z）、混合式（H）車和垂直升降式（C）高空作業(yè)車四種，如圖 1.1。

第一章 緒 論的函數(shù)關系，以此確定各變幅油缸力達到相對最大時的臂架臂架位姿為危險位姿，臂架變幅油缸鉸點位置尺寸為設計變力、第二節(jié)臂架變幅油缸力和第三節(jié)臂架變幅油缸力相對最變量邊界條件，基于靜力學、遺傳算法等理論對鉸點位置尺析優(yōu)化后模型的動力學信息，運用 Ansys Workbench 模擬模型的全過程，并記錄了此過程中各節(jié)臂架變幅油缸鉸點處應力起升速度、加速度等運動學信息。于靜力學優(yōu)化的結果上進一步優(yōu)化。運用基于拉丁超立方試關于設計變量的完全二次響應面模型。以此模型進行多目標以新的設計參數(shù)代入有限元模型分析并驗證。

圖 2.3 第三節(jié)臂架變幅油缸力Figure 2.3 The third boom luffing cylinder force圖 2.5 第一節(jié)臂架變幅油缸力Figure 2.5 The first boom luffing cylinder force圖 2.4 第二節(jié)臂架變幅油缸力Figure 2.4 The second boom luffing cylinderforce2.4 本章小結本章對混合臂式高空作業(yè)車變幅系統(tǒng)作了靜力學分析。主要針對混合臂式高空作業(yè)車變幅臂架及變幅油缸力作了具體分析與推導：將實際臂架模型作了適當簡化，建立了

【參考文獻】

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本文編號：2765087