發(fā)布時(shí)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(jī)械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于我國(guó)的市政、園林等領(lǐng)域。高空作業(yè)車主要的工作動(dòng)作是臂架的變幅運(yùn)動(dòng),而支持臂架變幅運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自于驅(qū)動(dòng)油缸的伸出與縮回,所以油缸對(duì)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(duì)臂架變幅鉸點(diǎn)位置的研究就顯得尤為重要�，F(xiàn)有臂架變幅油缸鉸點(diǎn)位置優(yōu)化的研究,大多先以靜力平衡的理論建立鉸點(diǎn)力隨變幅角度變化的關(guān)系,然后進(jìn)行單目標(biāo)或多目標(biāo)優(yōu)化,屬于靜力學(xué)范疇。針對(duì)臂架結(jié)構(gòu)形式復(fù)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(duì)變幅性能的影響,以平臺(tái)起升最快、高度最大、加速度最小以及整個(gè)動(dòng)態(tài)過程中各鉸點(diǎn)應(yīng)力最小為目標(biāo),在基于傳統(tǒng)靜力學(xué)理論優(yōu)化的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法,運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、有限元和歸回分析的理論對(duì)混合臂式高空作業(yè)車各節(jié)臂架變幅油缸鉸點(diǎn)位置進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。完善了現(xiàn)有優(yōu)化方法在動(dòng)力學(xué)性能方面考慮的不足,改善了高空作業(yè)車臂架變幅鉸點(diǎn)處的受力情況。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以靜力學(xué)和解析幾何等理論建立臂架變幅系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(guān)系,以此確定各變幅油缸力相對(duì)最大時(shí)的臂架位姿。(2)在此臂架位姿下,將臂架變幅油缸鉸點(diǎn)的位置尺寸作為設(shè)計(jì)變量,各節(jié)臂架變幅油缸力均相對(duì)最小作為優(yōu)化目標(biāo),確定邊界條件,運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。(3)對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行模態(tài)分析,并運(yùn)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(diǎn)處應(yīng)力的變化情況及作業(yè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息。(4)在基于靜力學(xué)優(yōu)化方法得到的結(jié)果上進(jìn)一步優(yōu)化。運(yùn)用響應(yīng)面法建立了優(yōu)化目標(biāo)關(guān)于設(shè)計(jì)變量的完全二次響應(yīng)面模型。以此模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,并將結(jié)果以新的設(shè)計(jì)參數(shù)代入有限元模型分析驗(yàn)證。結(jié)果表明:在考慮慣性力對(duì)臂架變幅所帶來的影響時(shí),第一節(jié)臂架與油缸鉸點(diǎn)處所受應(yīng)力最大值減少了6.2%、第二節(jié)臂架與油缸鉸點(diǎn)處所受應(yīng)力最大值減少了10.5%、第三節(jié)臂架與油缸鉸點(diǎn)處所受應(yīng)力最大值減少了4.6%、作業(yè)平臺(tái)起升速度(豎直方向)增加了4%、平均加速度減少了28.2%、瞬時(shí)最大加速度減少了8.3%、飛臂與飛臂變幅油缸鉸點(diǎn)處所受應(yīng)力最大值減少了26.2%、調(diào)平油缸與飛臂連接座鉸點(diǎn)處所受應(yīng)力最大值減少了11.5%、作業(yè)平臺(tái)在模擬時(shí)間內(nèi)所達(dá)到的高度增加了2.1%。說明此優(yōu)化方法有效可行。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(duì)工程機(jī)械的需求量上不如爆發(fā)式發(fā)展時(shí)期需求巨大，但對(duì)于國(guó)家建設(shè)而言，工程機(jī)械的需求量依然維持在一個(gè)必須的范圍內(nèi)今后的發(fā)展不再是量的增長(zhǎng)，而是質(zhì)的保證和提高。高空作業(yè)平臺(tái)車作為一種舉升設(shè)備遍及于我國(guó)的市政維修、園林園藝、地產(chǎn)房建和國(guó)防建設(shè)等眾多領(lǐng)域。高空作業(yè)平臺(tái)車不僅有著安全穩(wěn)定、移動(dòng)便捷、駕駛方便等一般工程機(jī)械設(shè)備的普遍優(yōu)點(diǎn)，而且還有著其特殊的功能：載人高空作業(yè)的功能特點(diǎn)。高空作業(yè)車是一種類似于臂架式起重機(jī)的工程機(jī)械，與一般起重機(jī)吊載貨物將其舉升至指定地點(diǎn)的功能不同的是，高空作業(yè)平臺(tái)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(tái)，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(shè)備。因此，只要是需要工作人員在高空進(jìn)行工作的場(chǎng)合，大多都要用到高空作業(yè)平臺(tái)車。比如對(duì)城市供電線的搶修、對(duì)高層建筑的清潔以及對(duì)樹木的修剪等。根據(jù) GB/T 9465-2008《高空作業(yè)車國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)各種形式高空作業(yè)平臺(tái)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(guān)系，以此確定各變幅油缸力達(dá)到相對(duì)最大時(shí)的臂架臂架位姿為危險(xiǎn)位姿，臂架變幅油缸鉸點(diǎn)位置尺寸為設(shè)計(jì)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(duì)最變量邊界條件，基于靜力學(xué)、遺傳算法等理論對(duì)鉸點(diǎn)位置尺析優(yōu)化后模型的動(dòng)力學(xué)信息，運(yùn)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(diǎn)處應(yīng)力起升速度、加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)信息。于靜力學(xué)優(yōu)化的結(jié)果上進(jìn)一步優(yōu)化。運(yùn)用基于拉丁超立方試關(guān)于設(shè)計(jì)變量的完全二次響應(yīng)面模型。以此模型進(jìn)行多目標(biāo)以新的設(shè)計(jì)參數(shù)代入有限元模型分析并驗(yàn)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(jié)本章對(duì)混合臂式高空作業(yè)車變幅系統(tǒng)作了靜力學(xué)分析。主要針對(duì)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(dǎo)：將實(shí)際臂架模型作了適當(dāng)簡(jiǎn)化，建立了

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2765087