基于ADAMS的挖掘机液压系统仿真技术

对挖掘机液压系统进行理论建模分析,研究在ADAMS中建立液压系统仿真模型,以及液压系统和机械系统动力学模型的关联集成技术。进行基于机构动力学解算的挖掘机液压系统仿真,在空载和加载工况下进行试验和仿真分析,通过对仿真与试验数据的对比,验证了利用该方法建立的挖掘机液压系统模型的精确性。     

宝石轮式液压挖掘机

主要技术参数:参数单位数值参数单位数值型号WLY4.0最大挖掘深度mm2900外形尺寸(长×宽×高)mm5850×1920×2600最大挖掘半径mm5580轮距(前/后)mm1460/1470最大挖掘高度mm5260轴距mm2600最大卸载高度mm3540离地间隙mm230回转角度180°整机质量kg3800液压系统工作压力Mpa16发动机型号490N液压系统排量ml/r50额定功率kw37kw(51马力)耗油量g/kW.h≤257标准铲斗容量m30.3最大行走速度kW/h40因产品不断改进,内容说明如有变动,恕不另行通知,请谅抗挂集团江西中宝农业工程机械有限公司地址:江西东乡大富岗工业园区南昌:0791—576184813970992355…     

液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析

以某挖掘机的工作装置整体为研究对象，在对液压挖掘机的典型工况进行全面分析的基础上，从系统集成的角度建立了完整的工作装置三维集成有限元模型，对工作装置进行了5种典型工况下的强度、变形及模态分析，并结合实际产品开发进行了验证。分析结果表明，基于工作装置整体的集成有限元分析方法极大地降低了因构件简化等原因而造成的计算误差，提升了产品的改进设计水平。     

液压挖掘臂二自由度动力学参数辨识

通过拉格朗日法建立了斗杆、铲斗的二自由度动力学模型,并将系统动力学模型整理为未知组合参数的线性化表示.通过对拟合的关节角-液压缸位移函数进行求导得到关节力矩与液压缸驱动力间的函数关系,并在液压缸驱动力模型中引入摩擦力.分别采用递推最小二乘法与递推随机牛顿法对系统动力学模型的未知参数进行辨识.将辨识所得模型用于预测驱动力矩,与实测数据对比分析表明,随机牛顿法比最小二乘法的预测误差在斗杆与铲斗关节分别减少约65％和63％.结论表明随机牛顿法对系统噪声的鲁棒性更好,能获得系统精确的动力学模型.     

基于模态分析的液压挖掘机工作装置动态优化设计

文章首先完成了液压挖掘机工作装置结构模型的构建,之后对其进行了自由模态分析,明确了影响挖掘街动态性能的主要因素,以此为依据进行了优化设计,有效提升了液压挖掘机工作装置动态工作性能以及其结构的稳定性.     

液压挖掘机工作装置铰点轴和轴套间隙计算模型

分析了挖掘机工作装置铰点轴和轴套配合间隙不合理引发的故障机理。提出了铰点轴和轴套间最小间隙和最大间隙的计算方法,并对计算分析得出的间隙取值与国外同类产品进行了比较。研究结果表明,提出的铰点轴与轴套间隙的计算理论及方法是可行的。     

负载敏感液压挖掘机作业循环时间建模与优化

针对负载敏感系统特点和挖掘机工作性能要求,以液压多路阀最大开口面积为主要设计变量,以作业循环时间为主要优化目标,以其他设计要求为主要约束,建立了负载敏感型液压挖掘机作业循环时间的分析和优化模型.以现有某型号挖掘机为例,采用仿生物进化法进行优化设计,结果表明该机作业循环时间由优化前的14.04 s缩短为12.61 s,即...     

液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策

现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率.为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优化的综合控制策略.该策略以传统功率匹配方法为基础,结合混合动力的特点,在实现动力源、液压泵和负载三者功率匹配的同时,优化动力源的工作点,提高整机的燃油经济性.试验表明采用该策略的液压挖掘机能够实现全局功率匹配,同时减小了发动机的转速波动,使其工作在高燃油效率区域,提高了整机的燃油经济性.     

基于模态分析的液压挖掘机工作装置动态优化设计

建立了液压挖掘机工作装置的结构有限元模型,通过对该有限元模型进行自由模态分析,得到工作装置的各阶模态频率和模态特性,确定影响液压挖掘机工作装置动态性能的关键模态频率,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,以确定工作装置动态优化的设计变量。以工作装置几何约束、性能约束等为约束条件,采用扩展拉格朗日乘子法进行动态优化设计。实例分析表明,该动态优化方法,提高了工作装置结构的刚度,降低了结构的变形,改善了工作装置动态工作性能与结构稳定性。     

花生挖掘铲动力学分析与试验

对花生挖掘铲与土壤进行动力学分析,建立了挖掘铲工作阻力数学模型,确定了挖掘铲的工作参数、土壤类型、土壤物理机械性质等因素与工作阻力之间的函数关系.分析了挖掘铲的铲面倾角、工作速度、挖掘深度、铲面宽度等因素对挖掘铲工作阻力的影响,以寻求最佳的工作参数.进行了挖掘铲工作阻力测试和花生收获试验,试验结果验证了挖掘铲阻力模型和工作参数的确定是合理的.     

自走式块茎挖掘车液压转向机构优化分析

为满足自走式块茎挖掘车的转向要求,设计了一种自走式块茎挖掘车的液压五杆转向机构。通过建立自走式块茎挖掘车前轮液压缸转向机构的力学模型,得到了液压缸推力F2与转臂夹角β、力矩M及五杆垂直距离Lx之间的关系。采用ADAMS软件对前轮液压转向机构进行了优化设计,分析了自走式块茎挖掘车左右转向时液压缸的行程及液压缸的受力情况,并以设计数值为参考优化了块茎挖掘车转向机构的结构布置。优化结果为自走式块茎挖掘车前轮全液压转向机构的设计提供了参考依据。     

基于GIS和Thiessen多边形的区域土壤类型分布图制图方法

区域土壤类型分布图是土壤水盐运移研究、灌溉工程规划设计、灌溉管理、土壤肥力评估等方面的基础资料,对于农业生产和土地资源利用管理具有重要的实际意义。本文提出了在有限个土壤采样条件下利用GIS技术和Thiessen多边形绘制区域土壤类型分布图的方法,可克服传统制图方法中依赖制图者对土壤变异性的主观理解、判断和手工绘图效率低的缺陷,使土壤类型分布图制图更为科学、高效。应用实例表明,该方法所绘制的区域土壤类型分布图能较好地吻合实际情况。     

喷头水力性能评价的属性识别模型及应用

本文根据属性识别理论 ,探讨了喷头水力性能的综合评价模型 ,应用实例说明建模过程 ,评价结果与模糊综合评判法的评价结果基本相同 ,比较符合实际情况 ,该方法简单、易懂 ,更适合于有标准的系统质量评价问题。     

U形衬砌渠道结构及水力最佳断面的分析

通过对U形断面渠道的衬砌冻胀破坏特征、机理的分析,指出最优U形断面应是从结构和水力两方面考虑的,通过合理的假设,建立简单的力学模型,以衬砌体结构抗冻胀性能最优及水力最佳为原则,最终推出最优的U形渠道断面参数孤底圆心角和圆弧上部直线段的长度.同时,指出了U形衬砌渠道的冻胀力分析可以表达成最大冻结力的函数,而最大冻结力是反映土质、负温及水分状况的综合指标,只要根据经验或实验确定了最大冻结力,再结合渠道几何要素及衬砌材料的力学指标和衬砌结构的有关参数,就能计算出最优U形断面的参数,使问题简单化、定量化.该计算方法的结果表明符合工程实践的要求,而且安全合理,使用简单.     

柱形轮毂型式循环水泵的水力及结构特性

为了研究柱形轮毂型式循环水泵的水力及结构性能,采用CFD软件对循环水泵装置进行数值模拟和结构计算,将其与传统球形轮毂轴流泵的水力性能进行对比分析,并通过模型试验验证数据的可靠性.结果表明:轮毂型式的改变主要对叶轮的水力性能产生影响,对导叶和进出水流道的影响很小.在设计工况下,柱形循环水泵装置的扬程3.35 m,效率86.29%,最高效率86.69%;而球形轮毂轴流泵装置的扬程3.19 m,效率85.63%,最高效率85.74%.2种型式的泵装置扬程相差约0.16 m,效率相差约0.66%,性能差距较明显.柱形循环水泵的扬程在全工况下均大于球型轴流泵;循环水泵的效率曲线在设计流量和大流量下均显著高于轴流泵,在小流量下二者的效率曲线差别很小.循环水泵叶轮的最大应力出现在叶轮进口轮毂与叶轮连接区域,最大位移出现在叶片进口靠近轮缘的位置;随着流量的增大,叶片的最大应力和最大位移均逐渐减小.研究结果可以为轴流泵的叶轮设计和发展提供参考依据.     

全贯流泵回流间隙对泵水力性能的影响

为了研究全贯流泵回流间隙对泵水力性能的影响,利用CFD软件对全贯流泵装置进行了数值模拟计算,分析了全贯流泵装置的流动特性和水力性能,并通过模型试验验证了计算数据的可靠性。研究结果显示：回流间隙对全贯流泵的水力性能有较大的影响,且随着电机转子间隙的增大,泵装置在设计工况下的效率和扬程均逐渐降低。当回流间隙为0.65mm时,全贯流泵在设计工况下的扬程为3.05m,效率为82.46%,最高效率为82.66%。当回流间隙为2mm时,全贯流泵在设计工况下的扬程为2.92m,效率为80.85%,最高效率为81.27%,两种回流间隙的泵装置在设计工况下的扬程差值为0.13m,效率差值为1.61个百分点。随着流量的增大,全贯流泵叶轮进出口的压差逐渐减小,间隙回流流量也逐渐减小,间隙回流对叶轮进出口的流态影响也减小。距离轮缘越近,回流对流态的影响越大。随着回流间隙的增大,全贯流泵的间隙流量变大,间隙回流对叶轮进出口的流态影响增大,叶轮的做功能力逐渐变差,全贯流泵的扬程和效率均逐渐下降。     

导叶位置对双向竖井贯流泵装置水力性能的影响

为了研究导叶位置对双向竖井贯流泵水力性能与流态的影响,利用CFX14.5对6种导叶位置方案的双向竖井贯流泵在正向运转与反向运转时分别进行小流量工况(0.8Qdes)、设计流量工况与大流量工况(1.1Qdes)的定常计算,总计共36个工况。将数值模拟结果与泵装置外特性试验数据进行验证对比,并对计算结果进行水力性能与流态分析。研究结果表明:泵装置数值模拟结果与试验数据吻合度良好,最大相对误差小于5%。泵装置正向运转时,在小流量下,泵装置效率随导叶位置S增加而下降,S=40 mm时的导叶水力损失最大;但是在设计流量与大流量下,泵装置效率随导叶位置S增加而上升,S=100 mm时的导叶水力损失最小。泵装置反向运转时,导叶位置对泵装置水力性能与流态没有显著影响,综合考虑,选择导叶位置S=100 mm作为最终方案。     

生物炭对东北草甸黑土水力特性影响的数值化研究

为探究生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,建立适用于添加生物炭后的土壤模型,以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤,对土壤水分运动参数进行了试验和数值分析研究。结果表明,添加生物炭后土壤持水能力的增加主要是生物炭大于2 200 cm吸力范围持水能力的提升,土壤导水性能的改善是由于生物炭在小于35.82 cm吸力段具有良好的导水特性。饱和导水率试验结果表明,添加生物炭后土壤的饱和导水率接近于生物炭层状分布的理论结果,最大偏差为8.9%。采用毛细管模型模拟了添加生物炭的土壤在渗水24 h后的水分分布情况,模拟计算的饱和度与实际测量值相比偏低11%左右,这说明毛细管模型很好地导出添加生物炭后土壤的非饱和导水特性。该研究结果可为不同生物炭施加量、施加面积、地势、渗透时间的土壤水力学特性研究提供方法与保障。