装配式建筑墙板安装机动力学分析与尺度优化

姜明阳; 张林; 刘洪彬; 司马明洋; 于宁涛

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.013

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装配式建筑墙板安装机动力学分析与尺度优化

设计计算 | 更新时间：2023-05-04

- 装配式建筑墙板安装机动力学分析与尺度优化
- Dynamic Analysis and Scale Optimization of Prefabricated Building Wall Panel Installation
- 机械传动 2023年47卷第4期页码：84-89
- 作者机构：
  
  1.山东交通学院工程机械学院，山东济南 250357
  2.山东省交通建设装备与智能控制工程实验室，山东济南 250357
  3.山东天意机械股份有限公司，山东济宁 272100
- 作者简介：
  
  姜明阳（1997— ），男，山东肥城人，硕士研究生；研究方向为机械装备创新设计与研究；jmy19971211@163.com。
  张林（1987— ），男，山东沂水人，博士研究生，副教授；研究方向为机械装备创新设计与研究；206059@sdjtu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  山东省重点研发计划（重大科技创新工程）(2019JZZY010455┫山东交通学院校级教学改革研究项目┣2019YB17)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.013
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-04-15，
  
  收稿日期：2022-07-26，
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姜明阳,张林,刘洪彬等.装配式建筑墙板安装机动力学分析与尺度优化[J].机械传动,2023,47(04):84-89.

Jiang Mingyang,Zhang Lin,Liu Hongbin,et al.Dynamic Analysis and Scale Optimization of Prefabricated Building Wall Panel Installation[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(04):84-89.
姜明阳,张林,刘洪彬等.装配式建筑墙板安装机动力学分析与尺度优化[J].机械传动,2023,47(04):84-89. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.013.

Jiang Mingyang,Zhang Lin,Liu Hongbin,et al.Dynamic Analysis and Scale Optimization of Prefabricated Building Wall Panel Installation[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(04):84-89. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.013.

摘要

以新型装配式建筑墙板安装机为研究对象，分析了机构构型及具体实施方式，建立了动臂起落机构运动学、动力学数学模型，求解了油缸最大负载与尺度参数的函数关系；以动臂起落机构各构件尺度参数为设计变量，以动臂抬升过程中动臂油缸最大负载最小为目标函数，以整机布局、机构奇异性、几何约束等为约束条件，建立了动臂起落机构尺度优化模型；基于复合形法并通过Matlab软件进行迭代计算，得到了动臂起落支链各构件最优尺度参数，使得动臂起落油缸最大负载降低了11%左右，有效提升了机构的动态性能；基于Creo软件分别建立了优化前、后装配式建筑墙板安装机虚拟样机，并进行动力学仿真分析，验证了尺度优化模型的正确性。研究为装配式建筑墙板安装机性能提升提供了依据。

Abstract

Taking a new type of prefabricated building wall panel installation machine as the research object

the mechanism configuration and specific implementation are analyzed

the kinematic and dynamic mathematical models of the boom landing mechanism are established

and the functional relationship between the maximum load of the cylinder and the scale parameters is solved. Taking the size parameters of each component of the boom landing mechanism as the design variables

taking the minimum maximum load of the boom cylinder during the boom lifting process as the objective function

and taking the overall machine layout

mechanism singularity

geometric constraints and other constraints as the constraints

the boom is established. The scale optimization model of the landing mechanism

based on the composite shape method and iterative calculation through Matlab software

the optimal scale parameters of each component of the boom lift chain are obtained

and the maximum load of the boom lift cylinder is reduced by about 11%

effectively improving the dynamic performance of the mechanism. Based on Creo software

a virtual prototype of the prefabricated building wall panel installation machine before and after optimization is established

and dynamic simulation analysis is performed to verify the correctness of the scale optimization model. This research will be used for prefabricated building wall panel installation and provides a basis for improving the performance of the machine.

关键词

墙板安装装置闭环矢量法尺度优化复合形法动力学仿真

Keywords

Wall panel installation deviceClosed vector methodDimensional optimizationComplex methodDynamic simulation

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