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作为在运行过程中减缓刚性碰撞的安全保护装置,缓冲器被广泛地应用于起重运输、冶金、港口机械、铁道车辆等各个领域,其性能好坏直接影响到操作人员安全、机器使用寿命等许多因素,因此在生产中具有非常重要的地位。 缓冲类产品的种类很多,本文的研究对象为多孔式液压缓冲器,主要依靠设计在油缸壁上的一系列特殊排列的阻尼小孔来实现缓冲。其特点是结构紧凑,吸能量大,且无反弹。但目前国内对该类缓冲器阻尼孔的设计大多凭经验,以等孔径、等间距排布,很难达到最佳的缓冲效果。 针对这一问题,本文对多孔式液压缓冲器进行深入研究,首先以LQH-HY型液压缓冲器为基础建立了缓冲过程的数学模型,应用MATLAB软件将数学模型转化为仿真模型并在计算机上求解,得到一系列仿真曲线,以此为依据对影响其动态性能的各参数进行分析,找到其中最重要的因素——阻尼孔参数。接下来,对关键构造阻尼孔进行优化设计。选择孔径和孔间距参数作为设计变量,实际缓冲效率与理想值的差作为目标函数,采用粒子群算法作为优化方法,经过一系列寻优迭代,找到相对合适的参数组合,使缓冲性能得到改善。优化后的缓冲器较优化前的相比,缓冲力峰值大大降低,缓冲效率和吸能量都提高了20%左右。 文中在优化求解时所采用的粒子群优化算法,能够较好的克服传统算法搜索效率低、速度慢、易陷入局部最优解的弊端。由于粒子群算法产生较晚,目前在工程上应用还不多。本文将基本粒子群算法应用于工程实际,并得到较好的优化效果。 最后,应用MATLAB与Visual Basic 6.0混合编程的方式设计了阻尼孔优化软件,用简洁友好的界面将结果显示出来。并通过具体实例介绍了软件使用方法,验证了软件的实用价值。