工程设计学报
工程設計學報
공정설계학보
JOURNAL OF ENGINEERING DESIGN
2014年
3期
227-234
,共8页
混凝土湿喷机%臂架系统%动力学建模%油缸驱动力%优化
混凝土濕噴機%臂架繫統%動力學建模%油缸驅動力%優化
혼응토습분궤%비가계통%동역학건모%유항구동력%우화
wet spraying machine%boom system%dynamics modeling%actuator force%optimization
针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型.将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构.采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程.在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力(液压油缸驱动力)对广义坐标(油缸行程)的数学模型.仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解.同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析.对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性.最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响,结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化.因此,该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据.
針對混凝土濕噴機臂架繫統的液壓油缸驅動力難以顯式計算的問題,採用解析幾何法和拉格朗日方程建立混凝土濕噴機臂架繫統的動力學模型.將驅動油缸等效為活塞桿沿著套筒運動的二連桿機構,這樣臂架成為不完全開鏈的十連桿機構.採用解析幾何法,推導臂架桿件轉角與液壓油缸行程的函數關繫,即臂架繫統的運動學方程.在運動學基礎上根據拉格朗日動力學方程,建立廣義力(液壓油缸驅動力)對廣義坐標(油缸行程)的數學模型.倣真分析時選擇瞭濕噴機的一箇典型工作過程,利用符號運算工具MAPLE求解廣義力的解析式,併導入MATLAB進行數值求解.同時,利用PRO/E的機構動力學倣真工具對臂架進行分析.對比可見MATLAB與PRO/E倣真結果相吻閤,驗證瞭混凝土濕噴機臂架繫統動力學模型的正確性.最後,結閤動力學模型分析驅動油缸鉸點位置變化對油缸工作過程中最大驅動力的影響,結果錶明原濕噴機臂架繫統結構有待進一步優化.因此,該動力學模型為油缸選型和油缸受力優化提供瞭理論依據.
침대혼응토습분궤비가계통적액압유항구동력난이현식계산적문제,채용해석궤하법화랍격랑일방정건립혼응토습분궤비가계통적동역학모형.장구동유항등효위활새간연착투통운동적이련간궤구,저양비가성위불완전개련적십련간궤구.채용해석궤하법,추도비가간건전각여액압유항행정적함수관계,즉비가계통적운동학방정.재운동학기출상근거랍격랑일동역학방정,건립엄의력(액압유항구동력)대엄의좌표(유항행정)적수학모형.방진분석시선택료습분궤적일개전형공작과정,이용부호운산공구MAPLE구해엄의력적해석식,병도입MATLAB진행수치구해.동시,이용PRO/E적궤구동역학방진공구대비가진행분석.대비가견MATLAB여PRO/E방진결과상문합,험증료혼응토습분궤비가계통동역학모형적정학성.최후,결합동역학모형분석구동유항교점위치변화대유항공작과정중최대구동력적영향,결과표명원습분궤비가계통결구유대진일보우화.인차,해동역학모형위유항선형화유항수력우화제공료이론의거.
