版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、<p><b> 外文原文:</b></p><p><b> 中文譯文:</b></p><p> 大傾角液壓支架四連桿機構(gòu)的設(shè)計</p><p> 摘要:四連桿機構(gòu)是液壓支架起保護作用的重要組件之一。在大傾角液壓支架的設(shè)計中,ADAMS被第一次用在了參數(shù)化模型、仿真和最優(yōu)化的求解過程中,然后根據(jù)三維尺
2、寸模型,通過COSMOS/Works對頂梁的前向扭轉(zhuǎn)載荷進行有限元分析。用這種方法得到的結(jié)果驗證了四連桿機構(gòu)設(shè)計的可行性,而且非常好得滿足了要求。這種方法提高了液壓支架的設(shè)計效率,縮短了設(shè)計周期。</p><p> 關(guān)鍵詞:液壓支架;四連桿機構(gòu);優(yōu)化設(shè)計;ADAMS;有限元分析</p><p><b> 1簡介</b></p><p>
3、四連桿機構(gòu)是液壓支架起保護作用的重要組件之一。它主要有兩方面的功能:第一,為了在立柱伸縮過程中,能保持頂梁垂直的移動,因此需要在頂梁和煤壁之間保持穩(wěn)定的距離。四連桿機構(gòu)被視為最能滿足這種要求的。第二,它保證了支架能夠承受一定的水平載荷。</p><p> 在設(shè)計大傾角液壓支架的過程中,四連桿機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是一項十分重要的任務(wù)。它的結(jié)構(gòu)尺寸將直接影響到支架的性能狀況。在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中,經(jīng)常使用的是BASIC編程
4、,但是結(jié)果經(jīng)常不能滿足設(shè)計的要求,也不能獲得最優(yōu)解。現(xiàn)在,ADAMS被越來越廣泛得應(yīng)用到機械動態(tài)設(shè)計過程中。因此,本文就是運用ADAMS對四連桿機構(gòu)進行建模和仿真,進而獲得最優(yōu)解。為了驗證四連桿機構(gòu)設(shè)計的可行性,用COSMOS/WORKS進行了有限元分析。</p><p> 2四連桿機構(gòu)尺寸計算</p><p> 圖1是支架在最大支撐高度的狀態(tài)下,對四連桿機構(gòu)尺寸作出的假設(shè):</
5、p><p> 圖1:四連桿機構(gòu)的參數(shù)</p><p> 2.1 后連桿和掩護梁尺寸的計算</p><p> 如圖2,如果H1確定了,可得到掩護梁的尺寸:</p><p><b> (1)</b></p><p><b> 后連桿尺寸為:</b></p>&
6、lt;p><b> (2)</b></p><p> 前后連桿絞點之間的距離為:</p><p><b> (3)</b></p><p> 前連桿最高點和掩護梁最高點之間的距離為:</p><p><b> (4)</b></p><p&g
7、t; 后連桿底部和坐標原點之間的距離是E1,如圖二所示。</p><p> 圖2:四連桿機構(gòu)的幾何關(guān)系</p><p> 2.2 前連桿長度和尺寸的計算</p><p><b> 1)b1點坐標</b></p><p> 當支架處于最高位置H1時,b1點坐標為:</p><p><
8、b> (5)</b></p><p><b> (6)</b></p><p><b> 2)b2點坐標</b></p><p> 當支架處于最低位置H2時,b2點坐標為:</p><p><b> (7)</b></p><p&
9、gt;<b> (8)</b></p><p> 根據(jù)幾何學要求,當支架處在最低位置時,必須保證Q2≥25°~ 30°,這里假設(shè)Q2為25°,</p><p><b> (9) </b></p><p><b> 3)b3點坐標</b></p>
10、<p> 當后連桿和掩護梁處于垂直位置時,b3點坐標為:</p><p><b> (10)</b></p><p><b> (11)</b></p><p><b> (12)</b></p><p><b> (13)</b>
11、</p><p><b> 4)c點坐標</b></p><p> 因為前連桿長度不會發(fā)生變化,所以,故而通過圓的方程可求出c點坐標:</p><p><b> (14)</b></p><p><b> (15)</b></p><p> 前
12、連桿的長度和角度便可以通過c點坐標來獲得。</p><p> 2.3 D(cd)、E(o2d)長度的計算</p><p> 當?shù)玫絚點坐標后,D、E長度為:</p><p><b> (16)</b></p><p><b> (17)</b></p><p>
13、把頂梁端點的運動軌跡為斜線作為目標函數(shù),通過程序的到的結(jié)果如下所示:</p><p> 3四連桿機構(gòu)尺寸參數(shù)的優(yōu)化</p><p> 通過圖1對尺寸的定義和程序計算得到的結(jié)果,便可以通過ADAMS/VIEW對四連桿機構(gòu)進行建模。通過分析仿真結(jié)果可知,計算機程序得到的尺寸參數(shù)并不是最佳結(jié)果,所以應(yīng)當通過參數(shù)化建模的方法來獲得最佳結(jié)果,更好的滿足設(shè)計要求。</p><p
14、> 在參數(shù)化建模的過程中,每一個絞點都被認為是變量,通過對變量結(jié)果的分析來來得到設(shè)計結(jié)果,如表1所示:</p><p> 表1. 每個變量的設(shè)計結(jié)果</p><p> 從表1中可以獲得設(shè)計變量的變化范圍和靈敏度。MSC.ADAMS/VIEW可以為調(diào)查報告提供各種變化的情況,這其中就包括了靈敏度的變化。如表1,DV-1、DV-2、DV-4、DV-6的靈敏度最大,說明這四個量對優(yōu)化
15、結(jié)果的影響最大。</p><p> 四個敏感點確定以后,通過對設(shè)計變量變化曲線的比較,來取得最佳的設(shè)計結(jié)果。通過運行最優(yōu)化程序,四個設(shè)計變量得到了最優(yōu)化。最后,通過分析和計算得到四連桿機構(gòu)的最佳模型尺寸。</p><p> 借助ADAMS軟件,根據(jù)計算得到的尺寸對四連桿機構(gòu)進行建模,然后通過仿真軌跡對絞點進行分析,如圖3所示。</p><p> 圖3.優(yōu)化后的
16、軌跡曲線</p><p> 分析可知,優(yōu)化后的結(jié)果充分的滿足了液壓支架的設(shè)計要求。</p><p> 4液壓支架的有限元分析</p><p> 根據(jù)計算得到的四連桿結(jié)構(gòu)尺寸,裝配上液壓支架的其他部件,便可得到液壓支架的三維模型,如圖4所示。利用COSMOS/WORKS軟件,可得到液壓支架在正向扭轉(zhuǎn)載荷下的有限元分析模型。</p><p>
17、; 圖4. 液壓支架的三維模型</p><p> 4.1 有限元分析結(jié)果 </p><p> 通過運行有限元程序,COSMOS/WORKS將結(jié)果以圖形的形式顯示出來。結(jié)果的圖示可以根據(jù)需要進行修改。例如,應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)力的動態(tài)變化,,總體的局部圖也可以獲得,如圖5所示。</p><p> (a) 前扭轉(zhuǎn)荷載位移</p><p> (
18、b) 前扭轉(zhuǎn)荷載應(yīng)力</p><p> (c) 前扭轉(zhuǎn)荷載應(yīng)變</p><p> (d) 前扭負載局部應(yīng)力</p><p> 根據(jù)計算結(jié)果,液壓之架的最大變形量是11.63mm,等效前梁的壓力為562.7Mpa,等效應(yīng)變?yōu)?.503E-03。所有絞點的情況可從表2中看到。</p><p> 表2.連接柱銷的受力</p>
19、<p><b> 4.2 數(shù)據(jù)分析</b></p><p> 最大的應(yīng)力應(yīng)變大概圍繞著頂梁,特別是焊接接縫處。立柱受到的載荷也是不一樣的。前后立柱靠近載荷的一側(cè)受到的應(yīng)力大于另外一側(cè)。在載荷的作用下,頂梁前面受到的影響十分明顯。頂梁后面受到了一致的影響。如果載荷太大的話,整個支架會有一種扭轉(zhuǎn)的趨勢。從表二中可以看出,掩護梁和頂梁的左右鉸接點受到的阻力是不一樣的。前連桿和掩護梁、
20、后連桿和掩護梁、后連桿和底座、前連桿和底座受到的阻力是比較大的。</p><p> 從強度分析可以看出,最大應(yīng)力的分布是部分區(qū)域的。因此,高強度的鋼鐵經(jīng)常用到大應(yīng)力的區(qū)域來提高機械強度。這種液壓支架完全滿足實際的使用標準,也符合大傾角的使用條件。</p><p><b> 5結(jié)語</b></p><p> 應(yīng)用ADAMS軟件不僅能進行參數(shù)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 外文翻譯-大傾角液壓支架四連桿機構(gòu)的設(shè)計
- 掩護式液壓支架四連桿機構(gòu)設(shè)計
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 四連桿機構(gòu).dwg
- 煤礦液壓支架四連桿機構(gòu)的遺傳優(yōu)化及軟件設(shè)計.pdf
- 四連桿機構(gòu)前連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)后連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)前連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)后連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)前連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)前連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)后連桿.dwg
- 四連桿機構(gòu)后連桿.dwg
- 液壓支架掩護梁及四連桿機構(gòu)設(shè)計說明書.doc
評論
0/150
提交評論