基于响应面分析法的粮食搬运RGV抓手优化设计
2021-03-10
(河南工业大学 机电工程学院,郑州 450001)
0 引言
成品粮的仓储是关系到国计民生的重要问题。近年来,成品粮自动化立体仓库逐渐成为主流的发展趋势。夹抱式粮食搬运RGV(Rail Guided Vehicle,有轨引导小车)是成品粮自动化立体仓库中的关键主机设备如图1所示,主要完成粮食的存取与搬运,在粮食仓储设备中占有非常重要的地位。

图1 夹抱式粮食搬运RGVFig.1 Clamping grain handling RGV
取货抓手是夹抱式粮食搬运RGV的重要装置,在工作过程中,承受着较大和交变的工作载荷,极易发生结构变形和疲劳破坏,而且其尺寸受到车体实际结构空间的限制,给设计工作带来很大麻烦。如果抓手的结构及尺寸设计不合理,则会严重影响抓手的结构强度和刚度,降低存取货物的效率[1-2]。
针对粮食搬运RGV抓手的结构设计问题,本文以CLJ2106型夹抱式粮食搬运RGV为对象,利用ANSYS软件,并结合响应面分析法,对RGV抓手进行尺寸优化设计,使抓手在满足强度和刚度要求的同时,结构更加轻量化。
ANSYS/Workbench具有强大的优化设计功能,其中的优化工具Design Exploration,不仅可以基于常见的CAD建模平台对三维模型进行参数化定义,而且可以进行实验设计和响应面分析,从而实现对设计参数的准确把握[3-4]。
响应面分析法是通过确定性的试验来拟合一个响应面,进而模拟真实的极限状态,它是一种近似拟合方法,Workbench软件中的Response Surface分析工具就采用了这种分析方法[5]。
将参数化建模方法和响应面分析方法应用于抓手尺寸优化设计中,能够保证抓手结构的力学性能,显著缩短设计周期,降低设计成本,对提高粮食搬运RGV作业效率具有重要的意义。……
