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工程機(jī)械多系統(tǒng)仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

2024年06月27日14:48

工程機(jī)械多系統(tǒng)仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用-三等-2310008-265.jpg

  項(xiàng)目簡介

  該項(xiàng)目屬于制造業(yè)領(lǐng)域,主要涉及工程機(jī)械數(shù)字化仿真關(guān)鍵技術(shù)研究。工程機(jī)械產(chǎn)品為多系統(tǒng)集成的復(fù)雜裝備,多系統(tǒng)聯(lián)合仿真技術(shù)成為推動產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新和技術(shù)迭代的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)中國工程機(jī)械整體性能趕超歐美品牌的重要技術(shù)支撐。

  該項(xiàng)目對工程機(jī)械的多系統(tǒng)關(guān)鍵仿真技術(shù)展開研究,解決了多項(xiàng)技術(shù)難題并取得一系列成果,研究成果應(yīng)用于裝載機(jī)和挖掘機(jī)產(chǎn)品上。項(xiàng)目的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下:

  (1)突破了“人-機(jī)-物料”集成的整機(jī)仿真技術(shù),實(shí)現(xiàn)整機(jī)和物料交互反饋的閉環(huán)仿真,解決了設(shè)計(jì)階段快速預(yù)測整機(jī)性能、多方案論證、多系統(tǒng)匹配優(yōu)化、電控系統(tǒng)開發(fā)、各子系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)輸入(載荷譜)等難題。

  (2)提出了工作裝置機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)仿真優(yōu)化方法,基于整機(jī)系統(tǒng)數(shù)字工況仿真,解決了子系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化和性能評估難題。a)自主開發(fā)機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化程序,基于遺傳和差分進(jìn)化算法,開發(fā)了“考慮結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)相互影響”的機(jī)構(gòu)優(yōu)化程序,設(shè)計(jì)了評價(jià)裝載機(jī)工作裝置機(jī)構(gòu)性能的圖譜,實(shí)現(xiàn)了工作裝置開發(fā)效率提升和機(jī)構(gòu)性能的全面評估。開發(fā)了國內(nèi)第一臺平移舉升裝載機(jī),鏟斗平移性和力學(xué)性能全面提升。b)建立液壓系統(tǒng)優(yōu)化能力,首創(chuàng)液壓系統(tǒng)消泡技術(shù)。結(jié)合整機(jī)仿真載荷輸出和CFD流場仿真方法,提出了液壓系統(tǒng)消泡方法,開發(fā)了消泡液壓油箱,液壓系統(tǒng)油溫降低5℃以上,解決了液壓油箱小型化油溫升高難題。

  (3)提出了結(jié)構(gòu)疲勞與振動疲勞的仿真方法,基于整機(jī)統(tǒng)仿真獲得的零部件數(shù)字工況動態(tài)載荷,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件疲勞壽命更精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。a)建立了集成拓?fù)鋬?yōu)化、基于威布爾分布的壽命評估模型的結(jié)構(gòu)輕量化/耐久性仿真方法,解決了材料、制造、工況等多種隨機(jī)因素影響下的壽命評估問題,實(shí)現(xiàn)輕量化和長壽命合理匹配優(yōu)化。b)建立了薄板件振動疲勞仿真方法,實(shí)現(xiàn)了多工況振動載荷的薄板件壽命評估,解決了無法同時(shí)多軸振動加載試驗(yàn)的難題。

  該項(xiàng)目獲授權(quán)專利9項(xiàng)(發(fā)明6項(xiàng))、軟件著作權(quán)3項(xiàng);獲省、市級科技項(xiàng)目支持5項(xiàng);發(fā)表論文10篇(2篇SCI、3篇EI);發(fā)布企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)21項(xiàng);近3年累計(jì)新增銷售收入31.04億元、利潤6.65億元。該項(xiàng)目推動了我國工程機(jī)械數(shù)字仿真的全面進(jìn)步,為工程機(jī)械電動化、智能化和無人化的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

  獲獎等級:三等獎

  完成單位:廣西柳工機(jī)械股份有限公司

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