工程機械多系統仿真關鍵技術研究與應用
2024年06月27日14:48
項目簡介
該項目屬于制造業領域，主要涉及工程機械數字化仿真關鍵技術研究。工程機械產品為多系統集成的復雜裝備，多系統聯合仿真技術成為推動產品研發創新和技術迭代的關鍵，也是實現中國工程機械整體性能趕超歐美品牌的重要技術支撐。
該項目對工程機械的多系統關鍵仿真技術展開研究，解決了多項技術難題并取得一系列成果，研究成果應用于裝載機和挖掘機產品上。項目的主要成果及創新點如下：
（1）突破了“人-機-物料”集成的整機仿真技術，實現整機和物料交互反饋的閉環仿真，解決了設計階段快速預測整機性能、多方案論證、多系統匹配優化、電控系統開發、各子系統仿真設計輸入（載荷譜）等難題。
（2）提出了工作裝置機構、液壓系統仿真優化方法，基于整機系統數字工況仿真，解決了子系統的動態優化和性能評估難題。a）自主開發機構參數優化程序，基于遺傳和差分進化算法，開發了“考慮結構機構相互影響”的機構優化程序，設計了評價裝載機工作裝置機構性能的圖譜，實現了工作裝置開發效率提升和機構性能的全面評估。開發了國內第一臺平移舉升裝載機，鏟斗平移性和力學性能全面提升。b）建立液壓系統優化能力，首創液壓系統消泡技術。結合整機仿真載荷輸出和CFD流場仿真方法，提出了液壓系統消泡方法，開發了消泡液壓油箱，液壓系統油溫降低5℃以上，解決了液壓油箱小型化油溫升高難題。
（3）提出了結構疲勞與振動疲勞的仿真方法，基于整機統仿真獲得的零部件數字工況動態載荷，實現關鍵零部件疲勞壽命更精準設計。a）建立了集成拓撲優化、基于威布爾分布的壽命評估模型的結構輕量化/耐久性仿真方法，解決了材料、制造、工況等多種隨機因素影響下的壽命評估問題，實現輕量化和長壽命合理匹配優化。b）建立了薄板件振動疲勞仿真方法，實現了多工況振動載荷的薄板件壽命評估，解決了無法同時多軸振動加載試驗的難題。
該項目獲授權專利9項（發明6項）、軟件著作權3項；獲省、市級科技項目支持5項；發表論文10篇（2篇SCI、3篇EI）；發布企業標準21項；近3年累計新增銷售收入31.04億元、利潤6.65億元。該項目推動了我國工程機械數字仿真的全面進步，為工程機械電動化、智能化和無人化的快速發展奠定基礎。
獲獎等級：三等獎
完成單位：廣西柳工機械股份有限公司
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