厨余垃圾车提升机构优化设计研究

摘要

随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，厨余垃圾数量的剧增不仅直接损害环境，也严重危害人们的身体健康。为了方便厨余垃圾的运输和处理，各种形式的厨余垃圾车开始进入市场。
　　 本文以某公司生产的厨余垃圾车提升机构为研究对象，应用多体动力学软件ADAMS和多学科优化设计软件iSIGHT，对厨余垃圾车提升机构进行优化设计。论文确定了提升机构滚轮与副滑轨、上滑块与主滑轨之间接触力及垃圾倾倒过程中质量变化的模拟方法，在ADAMS/View中建立了提升机构虚拟样机模型，对厨余垃圾车提升机构虚拟样机进行了运动学和动力学仿真分析。根据提升机构的结构特点，确定了各构件的尺寸变化范围。对提升机构虚拟样机模型进行了参数化处理，计算了各设计变量的敏感度，选择了3个关键点、6个设计变量为优化设计变量，以液压油缸驱动力最小为目标函数，利用广义简约梯度优化算法对提升机构进行了优化设计。实现了优化设计软件iSIGHT与多体动力学软件ADAMS的集成，并采用多岛遗传优化算法对提升机构进行了优化设计。多岛遗传优化算法和广义简约梯度优化算法优化的提升机构结果表明:采用多岛遗传优化算法对提升机构进行优化设计，不但液压油缸驱动力最大值和提升臂对拉杆的作用力最大值下降的幅度较大，且各设计变量数值更为合理。
　　 本论文的研究成果不仅可为厨余垃圾车的研制与开发提供参考依据，还可提高厨余垃圾车的产品质量，对提高专用汽车企业的技术水平与市场占有力及在国内外市场的竞争能力，具有重要的现实意义。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 课题的提出及意义

1．2 厨余垃圾车的国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第二章 厨余垃圾车提升机构运动及受力分析

2．1 厨余垃圾车提升机构的组成及工作原理

2．2 厨余垃圾车提升机构运动分析

2．3 厨余垃圾车提升机构受力分析

2．3．1 垃圾桶即将被提起状态提升机构受力分析

2．3．2 垃圾桶被提到主滑轨末端开始倾倒状态提升机构受力分析

2．3．3 垃圾桶倾倒完垃圾状态提升机构受力分析

2．4 本章小结

第三章 厨余垃圾车提升机构虚拟样机建模

3．1 虚拟样机技术简介

3．2 ADAMS软件概述

3．3 提升机构虚拟样机模型的建立

3．3．1 提升机构三维模型的导入

3．3．2 虚拟样机模型环境设置

3．3．3 虚拟样机模型构件修改

3．3．4 虚拟样机模型约束添加

3．3．5 垃圾倾倒过程中质量变化的模拟

3．3．6 虚拟样机模型检验

3．4 本章小结

第四章 厨佘垃圾车提升机构运动学及动力学仿真分析

4．1 仿真分析过程的制定

4．2 提升机构提升过程运动学及动力学仿真分析

4．2．1 提升机构提升过程运动学仿真分析

4．2．2 提升机构提升过程动力学仿真分析

4．3 本章小结

第五章 厨余垃圾车提升机构优化设计

5．1 优化算法的分析与选择

5．2 虚拟样机模型优化设置

5．2．1 参数化几何点的确定

5．2．2 目标函数的确定

5．2．3 设计变量敏感度

5．3 广义简约梯度法优化设计的实现及结果分析

5．4 多岛遗传算法优化设计的实现

5．4．1 优化设计软件iSIGHT简介

5．4．2 iSIGHT与ADAMS集成优化模型的建立

5．4．3 集成优化模型的分析计算

5．4．4 多岛遗传算法的设置

5．4．5 多岛遗传算法优化结果分析

5．5 本章小结

第六章 全文总结

6．1 全文主要的研究内容

6．2 本文研究的不足与展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

声明