基于MATLAB的货车举升机构运动分析及优化.doc
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1、基于 MATLAB 的货车举升机构运动分析及优化摘 要:本文对货车 T 式举升机构进行运动分析,利用 MATLAB 仿真软件绘出构件在举升过程中的运动参数变化曲线图。通过理论分析与数学建模,推导出举升机构的几何方程与静力学方。建立以举升机构初始时的机构各铰点坐标值为设计变量,举升过程中最大举升力最优为目标函数的数学模型,综合考虑机构的几何约束与运动约束,并以 MATLAB 仿真软件为工具,对所建立的数学模型进行优化仿真研究。 关键词:举升机构;运动分析;参数优化;MATLAB 1 引言 随着计算机技术的发展和应用,50 年代发展起来的以线性规划和非线性规划为主要内容的新的数学分支一数学规划被应
2、用于解决工程设计问题,形成了工程设计的新理论和新方法,即工程优化设计理论与方法。特别从 60 年代以来,最优化技术发展迅速,而且得到了广泛的应用。在汽车工业发达的欧、美、日等国家,汽车优化设计理论和方法己应用于汽车诸多领域的很多环节,从汽车发动机、底盘、车身等主要总成的优化到整车动力传动系统的匹配,优化设计使他们的汽车工业保持了世界领先地位。 2 国内自卸货车优化的意义 我国在机械设计中采用最优化技术的历史很短,但其发展速度却是十分惊人的。无论在机构综合、通用零部件设计,还是各种专业机械的设计都有最优化技术应用的成果。张宝生等编著的汽车优化设计理论与方法对汽车主要总成和主要参数的优化设计进行了
3、较为系统的介绍。自卸货车举升机构的优化设计正从研究、探讨走向实际应用阶段。 优化设计作为一种新的设计方法具有综合的本质,它能够把过去的设计开发经验加以总结,寻找出更优的结构。优化技术将越来越得到更为广泛的应用。 在自卸货车的分析与设计当中,液压举升机构的设计一直处于重要的地位,这是由于液压举升机构是自卸货车的重要工作系统,其设计方案的优劣直接影响着货车的多个主要性能指标;应用软件分析机构在举升过程中的主要参数变化,可以总结运动规律、分析运动特征;运用优化方法进行液压举升机构的设计,可以寻求得到最优的设计方案,对提高液压举升机构的设计质量和效率具有重要的意义。 3 液压举升机构简述 目前在货车上
4、广泛采用液压举升机构,根据油缸与车厢底板的连接方式,常用的举升机构有两种形式:油缸直接推动式和连杆组合式两大类。 直推式举升机构利用液压油缸直接举升货箱倾斜货物。此结构布局简单、结构紧凑、举升效率高。按油缸布置位置不同,直推式举升机构可分为前置式和后置式两种。油缸与车厢底板之间通过连杆机构相连接,这种举升机构称为连杆组合式举升机构。在生产实践中连杆组合式举升机构因其具有举升平顺、油缸活塞工作行程短,举升机构布置灵活等优点,得到了广泛的采用,发展出了多种连杆组合式举升机构形式,如油缸前推(后推)连杆放大式、油缸前推(后推)杠杆平衡式、油缸浮动式等。常用的连杆组合式举升机构布置形式有两种:;油缸前
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