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混凝土泵车是利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械,是能将混凝土输送到一定高度和位置的专用车辆,是现代建筑不可缺少的工程机械。泵车臂架系统是混凝土泵车核心部分之一,是混凝土泵车设计研究中的重点部分。臂架油缸变幅机构是驱动臂架工作运动的直接动力来源,因此对油缸变幅机构的优化对研究臂架系统有着重要的意义。本文主要内容如下:
第一章介绍了混凝土泵车的结构及其工作原理,还对混凝土泵车和臂架系统的国内外研究现状进行了介绍。
第二章对泵车臂架的基本构造以及臂架折叠形式进行简单介绍;并通过对点的参数化方式实现了模型的参数化,最终建立了臂架系统参数化模型,利用该模型进行运动学动力学仿真和油缸机构优化。
第三章对多刚体臂架系统进行了运动学动力学仿真分析,分别对各节臂质心的位移、速度加速度曲线和各油缸受力情况进行了研究,对各组曲线进行分析,得到了臂架系统在收拢过程中的运动曲线;通过DOE试验研究,验证了水平工况为油缸最大受力工况,对该工况进行了分时驱动、同时驱动和水平收拢三种条件下的仿真分析,仿真结果得到油缸最大受力值,并换算成油缸液压力,其都小于额定工作压力33MPa。
第四章对油缸变幅机构进行优化分析,选取油缸的最大压力达到最小为目标函数,约束为满足变量的取值范围等,得到在一定约束下的最优值,优化结果明显降低了油缸最大压力,油缸B和油缸D优化效果尤为明显。
第五章对臂架平台进行了功能结构设计和运行流程设计,并使用虚拟样机软件的二次开发功能,建立了泵车臂架仿真平台,该平台集模型搭建、参数修改、运动学动力学仿真、油缸变幅机构的优化设计于一体,提高了研究臂架系统的工作效率。