快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)鉸點位置優(yōu)化研究.pdf

1、快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)快架塔塔身起升的一種連桿機(jī)構(gòu)。該扳塔連桿機(jī)構(gòu)是通過液壓油缸與多根架設(shè)桿相連接的多連桿機(jī)構(gòu)，在保證完成快架塔架設(shè)的前提下，縮短了架設(shè)時間，提高了工作效率，提高了快架塔整機(jī)的穩(wěn)定性，在快架塔中得到一定的應(yīng)用，但是由于快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)鉸點的位置直接影響油缸的最大工作力，還因受到結(jié)構(gòu)條件和機(jī)構(gòu)受力等因素的制約，使得鉸點布置的難度增大。目前沒有直接的方法，通常是參考類似的產(chǎn)品的方法進(jìn)行設(shè)計，得到的方案可能無法使快架塔達(dá)到

2、既經(jīng)濟(jì)又安全的設(shè)計目標(biāo)。因此對快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行鉸點位置優(yōu)化具有很大的工程應(yīng)用意義。
　　本文以快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)作為研究對象，基于力學(xué)理論、MATLAB數(shù)值計算方法和優(yōu)化工具箱技術(shù)，結(jié)合計算機(jī)軟件對快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)的鉸點位置進(jìn)行分析優(yōu)化研究。
　　首先分析了快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)的工作原理，以快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)中的鉸點位置為基礎(chǔ)，建立了快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型。分析快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)鉸點位置對油缸受力的影響，選取了油

3、缸受力最大時，運用現(xiàn)代最優(yōu)設(shè)計方法，建立以快架塔油缸最大受力最小為目標(biāo)函數(shù)，以扳塔連桿機(jī)構(gòu)鉸點坐標(biāo)位置的變化為設(shè)計變量的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用MATLAB優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;然后，通過運用多剛體動力學(xué)理論，建立了優(yōu)化前和優(yōu)化后快架塔扳塔的多剛體ADAMS模型，通過仿真分析，得到了優(yōu)化前和優(yōu)化后扳塔連桿機(jī)構(gòu)油缸的受力變化曲線;最后基于剛?cè)狁詈戏?，建立了?yōu)化后快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)ADAMS剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，得到了

4、柔性架設(shè)桿的應(yīng)力圖和油缸的受力變化曲線。
　　通過對快架塔扳塔連桿機(jī)構(gòu)力學(xué)分析得到油缸的最大作用力為529.5kN，而通過優(yōu)化后得到油缸的最大受力為468.5kN。降低了11.5％，并且優(yōu)化后新的扳塔連桿機(jī)構(gòu)滿足快架塔的空間位置布置要求，提取了快架塔架設(shè)桿的最大應(yīng)力為230.74MPa，滿足了架設(shè)桿的強(qiáng)度設(shè)計要求，進(jìn)一步驗證了快架塔鉸點優(yōu)化結(jié)果的正確性，揭示了柔性架設(shè)桿對快架塔整體性能的影響，分析了快架塔運動的動態(tài)特性，對扳塔連桿