曲轴连杆活塞的运动分析及优化.doc
曲轴连杆活塞的运动分析及优化根据实体的真实尺寸，在二维三维图像的借助下，简单的把三柱塞泵的主要运动部分抽离出来，以实际尺寸用ADAMS来仿真分析活塞处的运动情况，做出活塞杆处的位移、速度、加速度曲线，然后再利用ADAMS来优化设计主要链接点处的具体位置，从而使的曲轴和连杆的设计连接处更加合理。建模如下（具体尺寸给出）：用ADAMS建模： 用CAXA建模：由前面计算知道一个连杆处的曲轴的扭矩为903.769（N*m),所以建模处的初始力矩为此值，限制好个点的约束，仿真分析：在活塞处加力（根据计算27.9530964KN)之后的：<ABC的角度变化曲线：活塞的位移曲线：活塞的速度曲线：活塞的加速度曲线：图形中的正常最大值角度：活塞处加力后的网格截图：活塞处加力后的实体截图：在没有在活塞处加载时（即在整个机器中没有油脂进入)压力为零时的运动仿真:<ABC角度：活塞没有受力时位移：活塞没有受力时的速度：活塞没有受力时加速度：活塞没有受力时的缩略宏观图：DV_4(-45变为-46）即点14的纵坐标变化后活塞运动的图像：改变点14纵坐标的位移曲线：改变点14纵坐标的速度曲线：改变点14纵坐标的加速度曲线：软件对DV_4（点14纵坐标）的五种优化情况：由上截图知DV_4（点14纵坐标）改变各个位置（从-40.5一直到-49.5）的敏感度依次为911.32、-64.931、248.14、508.31、-520.86，由此知原来没有变化时的此点敏感度为248.14。14点5种优化情况的运动图像：DV_4（点14纵坐标）优化后时产生的5种位移曲线：DV_4（点14纵坐标）优化后时产生的5种速度曲线：DV_4（点14纵坐标）优化后时产生的5种加速度曲线：DV_4（点14纵坐标）优化后产生的速度曲线：软件对DV_3（即图中的DV_7,当时把DV_3的数全赋给DV-7)的参数（点14横坐标）的五种优化情况：由上截图知DV_3（点14横坐标）改变各个位置（从-40.5一直到-49.5）的敏感度依次为234.81、31.102、438.76、660.78、271.44，由此知原来没有变化时的此点敏感度为438.76。14点横坐标5种优化情况的运动图像：DV_3（点14横坐标）优化后时产生的5种位移曲线：DV_3（点14横坐标）优化后时产生的5种速度曲线：DV_3（点14横坐标）优化后时产生的5种加速度曲线：DV_3（点14横坐标）优化后产生的速度曲线：软件对DV_5（点15横坐标）的五种优化情况：由上截图知DV_5（点15横坐标）改变各个位置（从189一直到231）的敏感度依次为778.63、161.56、-484.76、-216.78、80.454，由此知原来没有变化时的此点敏感度为-484.76。15点横坐标5种优化情况的运动图像：DV_5（点15横坐标）优化后时产生的5种位移曲线：DV_5（点15横坐标）优化后时产生的5种位移曲线：DV_5（点15横坐标）优化后时产生的5种速度曲线：DV_5（点15横坐标）优化后时产生的5种加速度曲DV_5（点15横坐标）优化后产生的速度曲线：DV_6（点15纵坐标）优化后时产生的5种位移曲线：由上截图知DV_6（点15纵坐标）改变各个位置（从-211.50一直到-250.50）的敏感度依次为55.982、210.41、392.37、172.56、-50.773，由此知原来没有变化时的此点敏感度为-392.37。15点纵坐标5种优化情况的运动图像：.DV_6（点15纵坐标）优化后时产生的5种位移曲线：DV_6（点15纵坐标）优化后时产生的5种速度曲线：DV_6（点15纵坐标）优化后时产生的5种加速度曲线：DV_6（点15纵坐标）优化后产生的速度曲线：根据设计对以上分析的主要连接处进行最终优化：由上述分析得出的敏感度和坐标的变化范围，可以用来进行做最终优化的根据，由以上的最初始的各点敏感度的比较，知道DV_3（14点的横向位置）、DV_5（15点的横向位置）的变化引起的敏感度比较高，分别为438.76、-484.76，即变化一点就会对此装置的运动产生很大的影响，所以抓住主要因素，设计好此两点的横向位置可以提高一些运动的机械性能；此次主要进行（曲轴连杆产生的力传输到活塞处）的力大小的优化，由于是柱塞泵，想让活塞处得力产生大一些的力；我考虑到活塞处实际受到的是液压油的压力，有粘度u,还有流体的弹性模量，而弹簧相对的有阻尼C，还有弹性模量K，所以我ADMAS软件里用弹簧产生的力F来代替液压油的力F，随随便取一组C和K的值，前提是能让连杆活塞完成周期运动，再在活塞处进行Measure，设置好参数，软件自动进行优化，绘制弹簧的受力曲线，最终得出能使活塞能产生最大力的两个主要确切位置。以下是有关参数设置的截图和数据：DV_3（14点的横向位置）的取值坐标范围-49.5到-40.5；DV_5（15点的横向位置）的取值坐标范围-189到231；DV_3（即DV_7)、DV_5的最后一步软件操作优化设计截图两坐标参数范围的优化设计全部运行的弹簧受力曲线：最终优化完毕的弹簧最佳受力曲线：加载弹簧后要进行优化的模型：最终优化后产生的，文本信息截图：由此处产生的信息知：要使活塞处产生最大的力，DV_3(即DV_7) 的最佳位置为-45.095 DV_5的最佳位置为208.54。在优化后，活塞产生最大力时连杆在最佳位置时对应的活塞速度曲线：最后，我们可以在把所有优化后产生的数据输入ADAMS中，进行最后的运行，此时活塞及运动部件上各点的运动情况都可以通过输出图像来观察。
