當(dāng)前,隨著起重機(jī)趨向大噸位和高性能開(kāi)展,吊臂在整機(jī)分量中所占比例也隨之增加。因而,在滿意各項(xiàng)技能指標(biāo)的前提下,尋覓一種能有用降低吊臂分量的規(guī)劃辦法火燒眉毛。提出了一種新型160t起重機(jī)吊臂,使用ANSYSWorkbench協(xié)同仿真平臺(tái)的DM、Mechanical以及DX三大模塊的無(wú)縫接口,完成整個(gè)輕量化規(guī)劃流程。
2吊臂截面形式的確認(rèn)吊臂由上下翼緣板和腹板焊接而成,對(duì)錯(cuò)對(duì)稱(chēng)的類(lèi)橢圓截,如所示。此截面與傳統(tǒng)的箱型及多邊形截面比較,特點(diǎn)是:(D前后滑塊分別支承在圓角處,能傳遞大部分側(cè)向力,無(wú)需另加側(cè)向支承,且能較好的傳遞扭矩與橫向力。(2)當(dāng)接受滑塊部分應(yīng)力時(shí)分,由于曲邊截面杰出的力學(xué)性能,使得上下翼緣板板厚更小。(3)下翼緣板和腹板的實(shí)踐核算寬度較小,曲板相對(duì)于平板剛度系數(shù)大,抗屈曲性能強(qiáng),有利于進(jìn)步抗失穩(wěn)能力。(4)大圓角能夠有用削減平板的寬度,并且對(duì)平板形成很強(qiáng)的嵌固大大進(jìn)步其部分臨界力。綜上所述,該種截面能夠較好發(fā)揮資料的機(jī)械性圖I各節(jié)臂規(guī)劃變量3吊臂有限元分析3.1參數(shù)化實(shí)體模型的樹(shù)立在DM模塊中樹(shù)立吊臂模型,建模過(guò)程中將每節(jié)臂的各個(gè)板厚、三節(jié)臂的腹板高度及其腹板間距設(shè)置成變量,即中的P1~Pn共11個(gè)規(guī)劃變量,模型及規(guī)劃變量與Mechanical模塊完成無(wú)縫連接。
3.2載荷核算及約束處理在Mechanical模塊中進(jìn)行吊臂有限元分析,滑塊資料選用鑄青銅,吊臂選用高強(qiáng)鋼,并按歷類(lèi)載荷核算。其間,仰角a=32°,起升載荷Q=1212.750kN,鋼絲繩拉力S=212.763kN,側(cè)向載荷T=100.656kN,重力加速度g=9.8m/s'2,吊臂優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型如下:滑塊滑塊燮04.2根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼應(yīng)面規(guī)劃為了選取典型樣本,并且削減核算時(shí)刻,選用DOE(實(shí)驗(yàn)規(guī)劃)法。在丈量數(shù)據(jù)交融研究中,唐克倫以視覺(jué)丈量的空間截面曲線為初始曲線,以三坐標(biāo)丈量機(jī)測(cè)定的經(jīng)半徑補(bǔ)償后的位置點(diǎn)為曲線變形給定的型值點(diǎn),經(jīng)過(guò)曲線變形使新構(gòu)建的曲線經(jīng)過(guò)型值點(diǎn),完成數(shù)據(jù)的交融,進(jìn)步了主動(dòng)視覺(jué)提取輪廓的精度口。高瑩忠將三維激光丈量技能和立體視覺(jué)技能相結(jié)合,用立體視覺(jué)獲取數(shù)據(jù)的靈活性彌補(bǔ)三維激光丈量技能的易漏采缺陷,經(jīng)過(guò)二者的數(shù)據(jù)交融獲得較完整的模型數(shù)據(jù)使用逆向工程中觸摸式丈量精度顯著高于非觸摸式(掃描)丈量精度的這一特點(diǎn),提出了一種根據(jù)曲面變形技能的觸摸式丈量和非觸摸式丈量數(shù)據(jù)交融的辦法,即把零件掃描后的點(diǎn)云經(jīng)逆向建模作為初始變形曲面,在零件的復(fù)雜曲面上用觸摸式丈量辦法丈量一系列特征點(diǎn)作為變形條件,導(dǎo)入ThinkDesign軟件中經(jīng)過(guò)曲面變形的方法對(duì)初始模型進(jìn)行調(diào)整,以此進(jìn)步逆向建模的精度。在逆向建模時(shí),由掃描儀獲取的零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù),經(jīng)逆向建模軟件處理,一般都能夠體進(jìn)行優(yōu)化今后,考慮到加工條件,需要對(duì)優(yōu)化值進(jìn)行圓整,從表2中能夠看出,對(duì)板厚圓整后,吊臂的強(qiáng)度滿意要求,優(yōu)化后的吊臂分量削減了21.09%,吊臂自重顯著降低。經(jīng)過(guò)對(duì)圓整后的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析核算,吊臂的剛度也滿意要求,此處不再贅述。(4)結(jié)果表明,將根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼應(yīng)面法和多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化有用地結(jié)合起來(lái),在致力于解決一些非線性程度較高的問(wèn)題上,優(yōu)勢(shì)顯著。該辦法對(duì)于包括大型起重機(jī)在內(nèi)的相關(guān)工程機(jī)械規(guī)劃,具有推行意義。
2吊臂截面形式的確認(rèn)吊臂由上下翼緣板和腹板焊接而成,對(duì)錯(cuò)對(duì)稱(chēng)的類(lèi)橢圓截,如所示。此截面與傳統(tǒng)的箱型及多邊形截面比較,特點(diǎn)是:(D前后滑塊分別支承在圓角處,能傳遞大部分側(cè)向力,無(wú)需另加側(cè)向支承,且能較好的傳遞扭矩與橫向力。(2)當(dāng)接受滑塊部分應(yīng)力時(shí)分,由于曲邊截面杰出的力學(xué)性能,使得上下翼緣板板厚更小。(3)下翼緣板和腹板的實(shí)踐核算寬度較小,曲板相對(duì)于平板剛度系數(shù)大,抗屈曲性能強(qiáng),有利于進(jìn)步抗失穩(wěn)能力。(4)大圓角能夠有用削減平板的寬度,并且對(duì)平板形成很強(qiáng)的嵌固大大進(jìn)步其部分臨界力。綜上所述,該種截面能夠較好發(fā)揮資料的機(jī)械性圖I各節(jié)臂規(guī)劃變量3吊臂有限元分析3.1參數(shù)化實(shí)體模型的樹(shù)立在DM模塊中樹(shù)立吊臂模型,建模過(guò)程中將每節(jié)臂的各個(gè)板厚、三節(jié)臂的腹板高度及其腹板間距設(shè)置成變量,即中的P1~Pn共11個(gè)規(guī)劃變量,模型及規(guī)劃變量與Mechanical模塊完成無(wú)縫連接。
3.2載荷核算及約束處理在Mechanical模塊中進(jìn)行吊臂有限元分析,滑塊資料選用鑄青銅,吊臂選用高強(qiáng)鋼,并按歷類(lèi)載荷核算。其間,仰角a=32°,起升載荷Q=1212.750kN,鋼絲繩拉力S=212.763kN,側(cè)向載荷T=100.656kN,重力加速度g=9.8m/s'2,吊臂優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型如下:滑塊滑塊燮04.2根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼應(yīng)面規(guī)劃為了選取典型樣本,并且削減核算時(shí)刻,選用DOE(實(shí)驗(yàn)規(guī)劃)法。在丈量數(shù)據(jù)交融研究中,唐克倫以視覺(jué)丈量的空間截面曲線為初始曲線,以三坐標(biāo)丈量機(jī)測(cè)定的經(jīng)半徑補(bǔ)償后的位置點(diǎn)為曲線變形給定的型值點(diǎn),經(jīng)過(guò)曲線變形使新構(gòu)建的曲線經(jīng)過(guò)型值點(diǎn),完成數(shù)據(jù)的交融,進(jìn)步了主動(dòng)視覺(jué)提取輪廓的精度口。高瑩忠將三維激光丈量技能和立體視覺(jué)技能相結(jié)合,用立體視覺(jué)獲取數(shù)據(jù)的靈活性彌補(bǔ)三維激光丈量技能的易漏采缺陷,經(jīng)過(guò)二者的數(shù)據(jù)交融獲得較完整的模型數(shù)據(jù)使用逆向工程中觸摸式丈量精度顯著高于非觸摸式(掃描)丈量精度的這一特點(diǎn),提出了一種根據(jù)曲面變形技能的觸摸式丈量和非觸摸式丈量數(shù)據(jù)交融的辦法,即把零件掃描后的點(diǎn)云經(jīng)逆向建模作為初始變形曲面,在零件的復(fù)雜曲面上用觸摸式丈量辦法丈量一系列特征點(diǎn)作為變形條件,導(dǎo)入ThinkDesign軟件中經(jīng)過(guò)曲面變形的方法對(duì)初始模型進(jìn)行調(diào)整,以此進(jìn)步逆向建模的精度。在逆向建模時(shí),由掃描儀獲取的零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù),經(jīng)逆向建模軟件處理,一般都能夠體進(jìn)行優(yōu)化今后,考慮到加工條件,需要對(duì)優(yōu)化值進(jìn)行圓整,從表2中能夠看出,對(duì)板厚圓整后,吊臂的強(qiáng)度滿意要求,優(yōu)化后的吊臂分量削減了21.09%,吊臂自重顯著降低。經(jīng)過(guò)對(duì)圓整后的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析核算,吊臂的剛度也滿意要求,此處不再贅述。(4)結(jié)果表明,將根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼應(yīng)面法和多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化有用地結(jié)合起來(lái),在致力于解決一些非線性程度較高的問(wèn)題上,優(yōu)勢(shì)顯著。該辦法對(duì)于包括大型起重機(jī)在內(nèi)的相關(guān)工程機(jī)械規(guī)劃,具有推行意義。