專用汽車配套的液壓沖擊器建模仿真與優(yōu)化研究.pdf

1、液壓沖擊器是一種利用液壓能使活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到破碎目的的沖擊機(jī)械。傳統(tǒng)的液壓沖擊器一般都采用自動(dòng)配流的方式，這種形式的液壓沖擊器活塞的沖擊能與液壓泵輸入流量的平方成正比，活塞的沖擊頻率與液壓泵輸入流量成正比，輸入流量的改變對(duì)沖擊能的影響比對(duì)沖擊頻率的影響大，提高沖擊頻率來(lái)縮短作業(yè)時(shí)間的時(shí)候，活塞沖擊速度的值可能會(huì)過(guò)大，使活塞或者釬桿出現(xiàn)塑性變形。為了克服傳統(tǒng)液壓沖擊器的這個(gè)缺點(diǎn)，本文以某型號(hào)的液壓沖擊器為原型，根據(jù)液壓沖擊器壓力反饋

2、原理，在配流閥上增加一個(gè)先導(dǎo)錐閥，使液壓沖擊器具備了獨(dú)立調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率的功能。
　　根據(jù)活塞、配流閥和先導(dǎo)錐閥的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能組合，本文將這種裝有先導(dǎo)錐閥的液壓沖擊器一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)分成7個(gè)階段，建立了相應(yīng)的非線性數(shù)學(xué)模型，并對(duì)先導(dǎo)錐閥的調(diào)節(jié)范圍做了理論分析。
　　根據(jù)非線性數(shù)學(xué)模型，確定仿真過(guò)程中的約束條件，建立了液壓沖擊器的MATLAB/Simulink仿真模型，并使用Stateflow模塊，使沖擊器在不同的工作階

3、段之間成功轉(zhuǎn)換。將仿真所得活塞沖擊速度運(yùn)動(dòng)曲線圖和實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的活塞沖擊速度運(yùn)動(dòng)曲線圖作對(duì)比，證明液壓沖擊器的仿真模型基本正確，能進(jìn)行仿真研究。然后分析了主要參數(shù)對(duì)液壓沖擊器活塞沖擊速度的影響，并用仿真結(jié)果證明先導(dǎo)錐閥在給定的預(yù)調(diào)壓力值合理的時(shí)候，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率。
　　液壓沖擊器大部分參數(shù)一旦確定，就不能更改，做實(shí)物正交試驗(yàn)成本太高。針對(duì)用實(shí)物做正交試驗(yàn)的不足，本文將使用Isight軟件中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)算法庫(kù)，通過(guò) Is

4、ight與MATLAB/Simulink兩個(gè)軟件進(jìn)行基于聯(lián)合仿真的正交試驗(yàn)分析，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行極差分析與方差分析。
　　試驗(yàn)分析法雖然能找到影響較大的因子，但不能找到最優(yōu)解。因此，本文將使用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)Isight與MATLAB/Simulink兩個(gè)軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，分別使用連續(xù)二次規(guī)劃法和多島遺傳算法兩種優(yōu)化方法，以活塞沖擊速度為優(yōu)化目標(biāo)，以活塞前腔有效作用面積、活塞后腔有效作用面積、高壓蓄能器充氣壓力和反