文档介绍：英文原文 123456 中文译文液压支架的最优化设计摘要: 本文介绍了从两组不同参数的采矿工程所使用的液压支架(如图 1)中选优的流程。这种流程建立在一定的数学模型之上。第一步,寻找四连杆机构的最理想的结构参数以便确保支架的理想的运动轨迹有最小的横向位移。第二步,计算出四连杆有最理想的参数时的最大误差,以便得出最理想的、最满意的液压支架。图1液压支架关键词:四连杆机构; 优化设计; 精确设计; 模糊设计; 误差 1. 前言: 设计者的目的时寻找机械系统的最优设计。导致的结果是一个系统所选择的参数是最优的。一个数学函数伴随着一个合适的系统的数学模型的出现而出现。当然这数学函数建立在这种类型的系统上。有了这种数学函数模型,加上一台好的计算机的支持,一定能找出系统最优的参数。 Harl 描述的液压支架是斯洛文尼亚的 Velenje 矿场的采煤设备的一个组成部分,它用来支护采煤工作面的巷道。它由两组四连杆机构组成,如图 AED B 7 控制绞结点 C的运动轨迹,四连杆机构 FEDG 通过液压泵来驱动液压支架。图2中,支架的运动,确切的说,支架上绞结点 C点竖向的双纽线的运动轨迹要求横向位移最小。如果不是这种情况,液压支架将不能很好的工作,因为支架工作在运动的地层上。实验室测试了一液压支架的原型。支架表现出大的双纽线位移,这种双纽线位移的方式回见少支架的承受能力。因此,重新设计很有必要。如果允许的话,这会减少支架的承受能力。因此,重新设计很有必要。如果允许的话,这种设计还可以在最少的成本上下文章。它能决定去怎样寻找最主要的图2两四连杆机构四连杆机构数学模型 AEDB 的最有问题的参数 421,,aaa 。否则的话这将有必要在最小的机构 AEDB 改变这种设计方案。上面所罗列出的所有问题的解决方案将告诉我们关于最理想的液压支架的答案。真正的答案将是不同的,因为系统有各种不同的参数的误差,那就是为什么在数学模型的帮助下,参数 421,,aaa 允许的最大的误差将被计算出来。 2. 液压支架的确定性模型首先,有必要进一步研究适当的液压支架的机械模型。它有可能建立在下面所列假设之上: (1)连接体是刚性的, (2)单个独立的连接体的运动是相对缓慢的. 液压支架是只有一个方向自由度的机械装置。它的运动学规律可以通过同步的两个 8 四连杆机构 FEDG 和 AEDB 的运动来模拟。最主要的四连杆机构对液压支架的运动规律有决定性的影响。机构 2只是被用来通过液压泵来驱动液压支架。绞结点 C的运动轨迹 L 可以很好地来描述液压支架的运动规律。因此,设计任务就是通过使点 C的轨迹尽可能地接近轨迹 K来找到机构 1的最理想的连接长度值。四连杆机构 1的综合可以通过 Rao 和Dukkipati 给出运动的运动学方程式的帮助来完成。图3点C轨迹 L 图3描述了一般的情况。点C的轨迹 L的方程式将在同一框架下被打印出来。点C的相对应的坐标 x和y随着四连杆机构的独有的参数,, 21aa … 6a 一起被打印出来。点B和D的坐标分别是 x B=x- 5a cos?(1) y B=y- 5a sin?(2) x D=x- 6a cos( ???)(3) y D=y- 6a sin( ???)(4) 参数,, 21aa … 6a 也彼此相关 x B 2+y B 2= 22a (5) (x D-α 1) 2+y D 2= 24a (6) 把(1) -(4) 代入( 5)-( 6)即可获得支架的最终方程式(x- 5a cos?) 2+(y- 5a sin?) 2- 22a =0(7) 9 [x- 6a cos( ???)- 1a ] 2+[y- 6a sin( ???)] 2- 24a =0(8) 此方程式描述了计算参数 421,,aaa 的理想值的最基本的数学模型。 数学模型 Haug 和Arora 提议,系统的数学模型可以用下面形式的公式表示 min f(u,v), (9) 约束于 g i(u,v) ? 0,i=1,2, …,l,(10) 和响应函数 h i(u,v)=0, j=1,2, …,m.(11) 向量 u=[u 1,u 2,…,u n] T响应设计时的变量,v=[v 1,v 2,…,v m] T是可变响应向量, (9) 式中的 f是目标函数。为了使设计的主导四连杆机构 AEDB 达到最佳,设计时的变量可被定义为 u=[ 1a 2a 4a ] T,(12) 可变响应向量可被定义为 v=[x y] T.(13) 相应复数α 3,α 5,α 6的尺寸是确定的。目标函数被定义为理想轨迹 K和实际轨迹 L之间的一些“有差异的尺寸” f(u,v) =max[g 0(y)-f 0(y)] 2,(14) 式中 x=g 0(y) 是曲线 K的函数