单立柱堆垛机机架的力学分析与结构优化

机架是巷道堆垛机的重要组成部分,承担了绝大部分载荷和惯性力,其中立柱受到应力集中和挠度影响最大.因此,堆垛机立柱的力学性能影响着整机的安全及运行效率.通过Solidworks建立单立柱堆垛机机架模型,结合ABAQUS对模型进行静力分析和模态分析,从理论上验证设计方案的合理性、可靠性和安全性.在静力分析结果的基础上,针对不足之处对立柱结构提出3种优化措施.经比较选定优化方案:立柱高度和壁厚保持不变,纵向截面上底减小为0.56,m,下底增大为0.68,m.优化后,机身增重0.8%,,最大应力增大1.1%,,立柱挠度减小了11.4%,,刚度性能显著提高.     

岸边集装箱起重机大车最佳起制动加速度研究

通过起制动时间和平稳运行速度不变,利用ANSYS软件对岸桥整机分别采用矩形、三角形、抛物线形以及正弦形加速度曲线起制动进行瞬态动力响应分析比较,确定了正弦形加速度曲线能够有效的控制岸桥整机沿大车方向上的晃动量,同时减小冲击载荷。给出了门框立柱的晃动量和前大梁端部晃动量之间的关系,方便设计工程师在设计初期能够充分地了解到起重机的动力学特性。     

基于遗传算法的堆垛机结构多目标优化设计

堆垛机是物流仓储的主要设备,运用现代设计方法和手段,实现堆垛机的参数化设计对提高设计工效、缩短设计周期、保证产品质量具有现实意义.在堆垛机静态工作条件下,以跨距及立柱距后轮距离为设计变量,立柱刚度和下横梁强度最大为优化目标,建立了堆垛机的优化模型,采用遗传算法对模型进行了优化设计,优化后的下横梁跨距减少9.74％,立柱距后轮距离减少3.29％,立柱挠度减少0.91％.     

工业机器人冲击最优的轨迹规划算法

轨迹规划是工业机器人控制的一个重要组成部分,它对机器人性能的提高有着关键作用,为了解决目前笛卡尔空间轨迹规划加速度不连续,导致机器人运行过程中冲击过大而产生振动、机械磨损、使用寿命缩短等问题,研究冲击最优的轨迹规划算法。用S形速度曲线代替梯形速度曲线,对B样条进行插补,插补后得到笛卡尔空间的位置、速度、加速度参数,反推到关节空间进行仿真验证,仿真结果表明,利用S形速度曲线插补时各关节加速度连续,冲击有了明显减小。     

冲击荷载作用下钢-混凝土组合梁的动力性能研究

通过对6根简支钢-混凝土组合梁缩尺模型进行冲击试验,得到了相应的应变和挠度时程曲线.用大型通用有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA进行参数比较分析,得出了钢-混凝土组合梁在冲击荷载作用下的更多的力学行为,如变形曲线、位移曲线、应变、速度、加速度时程曲线.分析表明,组合梁跨中附近钢筋混凝土上面层的横向变形最明显;加速度值从钢筋混凝土上面层到下面层逐渐减小.     

抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划

针对桥式起重机欠驱动吊重在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,对起重机吊重的摆动进行相平面分析,提出抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划.首先建立有阻尼摆动的起重机系统动力学模型,采用相平面分析法研究3种起重小车加速度曲线对吊重残余摆动的影响.构建李雅普诺夫函数从而得到基于吊重等效能量控制的起重小车动态加速度运动轨迹曲线.仿真结果表明:基于吊重等效能量控制的起重小车轨迹规划能有效减小吊重的摆动幅度,起重小车的运行加速度曲线更为平滑.当起重小车加速度与吊重摆动的方向相同时,起重小车的加速度越大,吊重等效能量减少的速度越快.当吊重初始摆角为0. 087 rad时,基于吊重等效能量运动轨迹规划的起重小车在7. 9 s后使吊重摆动达到允许摆角范围内.     

基于ADAMS的装车机器人运动分析

为了提高装车机器人的运动平稳性,采用UG和ADAMS软件联合仿真的方式,对装车机器人进行了运动分析。首先利用UG对机器人进行三维建模,并利用ADAMS建立机器人的虚拟样机模型。然后建立梯形曲线、S型曲线的速度模型,仿真分析这两种速度曲线对机器人运行稳定性的影响。针对S型曲线中加速段和减速段加加速度不连续,提出了一种三次S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,三次S曲线加减速控制算法能够保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,使机器人运动更加平稳,为机器人的运动控制及优化提供了参考。     

铝锭堆垛机翻转装置主轴的瞬态动力学分析

铝锭堆垛机是铝锭连铸生产线的关键设备,铝锭堆垛机的性能已经成为制约铝锭连铸生产线高效性和自动化的瓶颈技术。针对铝锭堆垛机翻转装置翻转铝锭过程中存在的冲击大、翻转过程不平稳等问题,研究了翻转装置主轴的动态特性。通过Pro/e建立了主轴的三维实体模型,考虑了轴承对主轴的约束、伺服电机施加给主轴的动态变化扭矩等,运用有限元分析软件ANSYS对主轴进行了瞬态动力学分析,计算出了翻转装置主轴在动态变化扭矩作用下翻转铝锭的位移、速度、加速度响应。分析结果表明运用伺服电机驱动翻转装置翻转铝锭有效减小了翻转机构在两个极端位置的冲击,提高了翻转过程的平稳性,也为进一步改进该结构进而提高堆垛机的效率提供了一定的理论依据。     

基于ANSYS的堆垛机立柱刚度的分析

堆垛机结构的优劣直接影响自动化立体仓库的可靠性和效率,传统经验设计方法很难掌握堆垛机立柱结构力学性能.采用有限元方法分析堆垛机立柱和下横梁的刚度,为堆垛机结构设计提供了一种行之有效的分析方法.     

基于粒子群优化的改进四次S型加减速控制算法

针对基于传统三次S型加减速算法在数控机床起止端加加速度不连续,存在柔性冲击,以及传统四次S型加减速算法模型繁复,时间复杂度高的问题,设计加加速度曲线在加速区间、减速区间的开始和结束阶段连续不断变化,提高了速度曲线变化的平滑性,减低了工件加工运行时间。同时,提出一种基于粒子群算法的速度规划方法,根据加减速控制模型构建其适应度函数,继而得到加减速规划所需的所有参数。最后通过MATLAB对所提算法进行仿真实验。结果表明：所提算法能有效降低系统的柔性冲击,并提高加工精度和运行效率。     

基于Comosmotion的牛头刨床摆动导杆机构运动分析

根据B6063型牛头刨床,建立了摆动导杆机构的数学模型和仿真模型,获得了速度及加速度方程;利用Comosmotion软件进行了仿真测试,得到了刨刀随时间变化的位移、速度、加速度曲线和动力情况,为牛头刨床的运行平稳性、结构和优化设计提供了参考。     

高速高精度数控系统速度平稳控制策略

针对加工段长度限制达不到指令进给速度的复杂情况,对传统的S型曲线加减速方法进行优化,得到半边S型加减速控制方法.对连续多段加工的不同情况,提出加速度连续衔接的方法,在保证加速度连续的同时,提高加工速度.通过仿真验证该方法对速度控制的效果.结果表明:该方法可以使速度曲线更加平滑,且能提高加工的整体效率,适合高速高精度数控加工的速度控制.     

大差速比平地机离合器接合过程

为了解决大差速比平地机离合器接合过程中车辆冲击和摩擦片温升问题,采用系统动力学方法,运用ADAMS软件建立了大差速比离合器接合过程的动力学模型,研究了换挡过程中油压上升速度以及油压大小对车辆冲击加速度和离合器滑摩功的影响规律。为了改善离合器的接合性能,以平地机设计许用加速度为依据,以减小滑摩功为目标,提出了油压快速上升和慢速上升两阶段控制方案,为平地机离合器的设计提供依据。仿真结果表明：离合器的滑摩功随着油压上升速度的增加而减小,冲击加速度随着油压上升速度的增加而增大;离合器的滑摩功随着接合油压的增大而减小,冲击加速度随着接合油压的增大而增大。同时,试验结果验证了理论模型的正确性及所提出控制方法的可行性。     

矿用扩径式吸能防冲构件特性数值分析

为增强液压立柱抗冲性能,有效防治煤矿冲击地压,或在一定程度上减小冲击地压事故造成的损失,提出并设计了一种与液压立柱结合使用的扩径式吸能构件.采用ABAQUS软件对构件吸能防冲特性进行研究,结果表明:不同尺寸和不同材料扩径式构件均具有非常好的稳定变形破坏模式,尺寸、材料和冲击速度对构件变形破坏模式没有任何影响.扩径式构件压缩过程中具有较为恒定的反作用力,反作随构件材料强度和随壁增加而增大,但尺寸、材料和冲击速度对构件力-位移变化规律没有影响.扩径式构件具有一定承载力,具有较小的载荷波动系数和较高的冲程效率.扩径式构件是一种较为理想的吸能防冲构件,其与现有常规立柱结合使用,可改善立柱受冲击载荷时的受力情况,增强立柱防冲性能.     

加速度变化对道路平面线形行车舒适性评价方法

公路行车舒适性与平面道路线形密切相关,在分析车辆在不同道路线形下运行特性的基础上,提出采用加速度和加速度变化对道路平面线形舒适性评价的方法,阐述横向加速度、轴向加速度与舒适性的关系及评价指标。通过分析加速度的变化对舒适性的影响,建立加速度变化率模型和加速度干扰模型。用加速度干扰表示速度摆动大小和变化频繁度,给出在直线、缓和曲线、圆曲线路段上加速度干扰的离散化模型。通过对不同道路线形的实例仿真,定量分析加速度变化率对舒适性的影响,以加速度干扰大小分析不同线形路段条件对行车舒适性的影响程度及变化趋势,并针对不同道路线形给出提高舒适性的改善方法。仿真结果表明,该评价方法为检验道路平面线形舒适性提供了参考依据。     

基于编码电缆的自动化立体仓库的地址检测

采用编码电缆位移传感器作为立体仓库位置检测元件,直接将一条传感器安装在轨道旁检测堆垛机大车水平方向的地址,另一条传感器安装在堆垛机立柱上检测堆垛机小车垂直方向的地址,能够方便地导引堆垛机驶入狭长的仓储巷道.由编码电缆位移传感器导引堆垛机组成的自动化立体仓库系统可以有效解决红外线导引堆垛机导致前后运行精度较低、反射板的布置困难以及反射光线之间相互干涉等技术难题,提高立体仓库堆垛机的水平方向和垂直方向定位精度和稳定性,减少一些外在因素引起的系统误差,实现物料输送的智能自动化.     

电控空气悬架控制算法研究

在简要综述了电控空气悬架系统构成和控制算法的基础上，建立了1／4汽车电控空气悬架的最优控制数学模型，分析比较了空气悬架与普通钢板弹簧悬架车身加速度、悬架动挠度和轮胎动变形对路面激励速度的幅频特性。结果表明，与传统的弹簧悬架相比空气悬架有较优越的动态传递特性，可显著改善车身的动态响应特性，提高汽车的行驶平顺性；降低车轮与路面之间的相对动载，减少汽车对路面的冲击损坏。     

柔性S曲线加减速控制算法研究

为提高码垛机器人码垛过程中运动的平稳性,减小因加加速度突变产生的振动,提出了五段正弦S曲线加减速控制算法。构建了该算法的加加速度、加速度、速度、位移的函数模型,同时,根据始末速度不同、路径段长度不同,结合牛顿迭代法,完成了五段正弦S曲线加减速控制算法的规划及求解。仿真结果表明：五段正弦S曲线加减速控制算法能够保证加加速度、加速度的连续平稳变化,减小码垛过程中因加加速度突变出现的振动,有效提高了码垛的平稳性。     

采用对称罚函数法的圆环链传动过程接触分析

为分析圆环链与链轮在启动工况下的瞬间接触动态特性,采用对称罚函数法建立链环与链轮接触理论分析模型;采用有限元法模拟该工况下圆环链传动过程的接触动态特性,得到随时间变化的位移、速度、加速度曲线,以及啮合接触过程中的应力和变形量云图.有限元模拟结果表明,链环传动过程中入点啮合端部链环受力最大,在链环与链轮啮合包角范围内从输入到输出端方向压力逐渐减小,并呈现阶段性波动现象.     

铸件变形控制的研究

通过测量Ａｌ－Ｃｕ４．５％合金矩形杆件的变形动态曲线及挠度曲线,研究了杆件变形的特点,以及杆件的尺寸因素,各种工艺条件对控制变形的影响,得到如下结果：（１）矩形杆的变形挠曲线符合方程ｙ＝ｋｘ＾２,（２）矩形杆的变形随高度增大呈先增大后减小的变化趋势;（３）提高浇注温度,铸型初始温度,减小底板的激冷能力能有效地控制变形。