科技文獻檢索及利用課程報告詳解

1、成績評定 重慶大學研究生科技文獻檢索及利用課程報告 姓名： 學號： 學院： 機械工程學院 電話： 電子郵箱： 完成日期： 課 題名 稱中文：基于Isight的液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)性能協(xié)同優(yōu)化英文：Collaborative Optimization on Structure and Performance of Backhoe Hydraulic Excavator Working Device Base on Isight選 題來 源 科研項目 學習選題 興趣選題信息調(diào)研要點需要查證的內(nèi)容要點：1、 了解國內(nèi)外對反鏟液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)性能的研究現(xiàn)狀、應用情況和發(fā)展方向；2、 了解多學科

2、協(xié)同優(yōu)化的相關知識；3、了解關于反鏟液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化參數(shù)、約束以及相關的優(yōu)化算法；4、了解Isight在多學科協(xié)同優(yōu)化中的應用。信息調(diào)研方法 常規(guī)檢索法 引文法 實地考察 訪談法 文 獻 信 息 檢 索檢索范圍1、CNKI中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1990年 2016年3月；2、萬方中國學位論文庫1999年 - 2016年3月；3、萬方中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)1999年 - 2016年3月 ；4、Elsevier SD1999年 2016年3月；5、EI Compendex 1999年 2016年3月；6、Web of Science1979年2016年3月； 文 獻 信 息 檢 索

3、文獻信息檢索檢索詞和檢索式1、 檢索詞（中文英文）（1）液壓挖掘機(反鏟液壓挖掘機)/ Hydraulic excavator，Backhoe hydraulic excavator.（2）工作裝置/ Working device, Working mechanism, Working equipment（3）協(xié)同優(yōu)化/Collaborative Optimization, Coordination Optimization, Optimization design, Optimal design, Optimize. , CO（4）結(jié)構(gòu)/ Structure.2、檢索式(Hydraulic

4、Excavator or Backhoe hydraulic excavator ) and (Working device or Working mecha* or Working equipment ) and (Struct* and Performance) or (Collaborative Optim* or Coordination Optim* or CO) 注: 1.以上檢索式為一般表達式，具體形式因不同文庫而異。 2.由于協(xié)同優(yōu)化有多種英文表達形式，故采用了多種檢索詞。檢 索結(jié)果1 Chen, Jin; Qing, Fei; Pang, Xiaoping. Mechanis

5、m optimal design of backhoe hydraulic excavator working device based on digging paths J. Journal of Mechanical Science and Technology, v 28, n 1, p 213-222, January 2014.2 Casoli P, Gambarotta A, Pompini N, et al. Hybridization methodology based on DP algorithm for hydraulic mobile machinery Applica

6、tion to a middle size excavatorJ. Automation in Construction. 2016, 61: 42-57.3 Shen W, Jiang J, Su X, et al. Control strategy analysis of the hydraulic hybrid excavatorJ. Journal of the Franklin Institute. 2015, 352(2): 541-561.4 Liu, Jingang; Kuang, Shuizhang; Chen, Jianwen; Zhang, Xiaopeng; Xia,

7、Linglin. Structural design and performance analysis of a lengthened working device of hydraulic excavator based on general hydraulic cylinder. Proceedings - 2013 International Conference on Information Technology and Applications, ITA 2013, p 354-357, 2013.5 She, Yini; Ning, Xiaobin; Lin, Qiong. Kin

8、ematics performance simulation and optimization of large face-shovel hydraulic excavator working device based on ADAMS. Applied Mechanics and Materials, v 271, n PART 1, p 996-1000, 2013, Frontiers of Manufacturing and Design Science III6 Sébastien Rabeau,Philippe Dépincé,Fouad Bennis

9、. Collaborative optimization of complex systems: a multidisciplinary approachJ. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) . 2007 (4)7 S. Kodiyalam,R.J. Yang,L. Gu,C.-H. Tho. Multidisciplinary design optimization of a vehicle system in a scalable, high performance computi

10、ng environmentJ. Structural and Multidisciplinary Optimization . 2004 (3-4)8 陳正利.我國挖掘機行業(yè)的形成與發(fā)展、現(xiàn)狀及前景J. 建設機械技術與管理,2004,(11):2529.9 胡均平，劉振，李科軍，等. 液壓混合動力挖掘機回轉(zhuǎn)能量回收系統(tǒng)的設計和控制J. 機械科學與技術. 2015(12): 1908-1913.10 李秋波. 基于可行挖掘域的反鏟液壓挖掘機工作裝置的優(yōu)化設計與強度分析D. 重慶大學，2011.0611 朱明娟，紀愛敏. 液壓挖掘機工作裝置靜力學模型集成優(yōu)化設計J. 機械設計與制造. 2016(

11、01): 57-60.12 陳進,吳俊,李維波,王旭東. 大型液壓正鏟挖掘機工作裝置有限元分析及應力測試J. 中國工程機械學報,2007,(02):198-203.13 東榮，張磊，張明珍，等. 液壓挖掘機駕駛室振動及減振研究J. 建設機械技術與管理. 2015(11): 81-86.14 任友良. 液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)性能分析. 浙江大學碩士學位論文.2010.文獻信息檢索檢索結(jié)果15 周全. 正鏟液壓挖掘機工作裝置動態(tài)強度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化D. 浙江工業(yè)大學, 2015.16 王威; 范文慧; 肖田元. 復雜產(chǎn)品多學科協(xié)同設計優(yōu)化建模方法. 系統(tǒng)仿真學報. TP391.7217 李響.利用協(xié)

12、同優(yōu)化方法實現(xiàn)復雜系統(tǒng)分解并行設計優(yōu)化. 宇航學報.2004.3. V221.618 王平. 基于協(xié)同優(yōu)化和多目標遺傳算法的車身結(jié)構(gòu)多學科優(yōu)化設計. 機械工程學報.2011.219 周奇.多學科協(xié)同優(yōu)化算法及其在船舶概念優(yōu)化設計中的應用. 中國艦船研究院.20 張海濤. 液壓挖掘機器人工作裝置運動控制系統(tǒng)的研究. 中南大學碩士學位論文，2004.12.21 郭銀章. 機械產(chǎn)品協(xié)同設計過程的建模、控制與管理研究D. 太原科技大學 201122 任利.基于Isight的多學科設計優(yōu)化平臺的研究與實現(xiàn). 山東科技大學碩士學位論文,23 馬敏靜. 基于Isight的電子汽車衡的多學科設計優(yōu)化. 山東科

13、技大學碩士學位論文.24 裴曉強; 袁博; 袁征難; 馬寅光; 成大鵬. 基于Isight優(yōu)化平臺的衛(wèi)星多學科設計優(yōu)化. 航天器工程.2009.9.15, V423.41.25 張慶山. 基于Isight的集成技術的研究及在吊艇架上的應用.華南理工大學碩士學位論文. 26 黃洪鐘. 基于滿意度原理的裝載機工作裝置的多目標優(yōu)化設計. 機械工程學報，2003.5，TH243其他信息收集（本欄填寫所采用的其他方法如：訪談法、實地考察法等收集信息的結(jié)果）（1）訪談法：從和導師以及師兄的交流中得知：我國的挖掘機生產(chǎn)起步較晚，挖掘機的研究還不是很透徹，資料也比較缺乏，技術上較挖掘機強國差距比較大，而且挖掘

14、機在挖掘過程中，受力比較復雜，以往的研究方法多是采用簡化的單目標優(yōu)化方法，或者是通過加權將多目標轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化。液壓挖掘機作為一個復雜的系統(tǒng)，設計開發(fā)涉及機械工程、電氣工程、電子工程、控制工程等多個學科領域，具有明顯的多學科特點；同時，各子系統(tǒng)之間存在較強的耦合關系，相互影響。對這種復雜產(chǎn)品，傳統(tǒng)的設計方法很難適用。多學科設計優(yōu)化MDO正是解決這類復雜產(chǎn)品設計的一種綜合方法。由于工作裝置對液壓挖掘機的動力性、燃油經(jīng)濟性、駕駛操作性、穩(wěn)定性、挖掘效率和使用壽命等都有直接影響，因此，挖掘機的工作裝置設計是一個多目標、多學科的優(yōu)化設計過程。當前對工作裝置的優(yōu)化設計只采用了單目標、單學科，比如：以提

15、高工作效率對工作裝置進行優(yōu)化設計；以增強工作裝置的強度對工作裝置結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化；以提高挖掘機的挖掘性能對工作裝置機構(gòu)進行優(yōu)化，等等。同時，液壓挖掘機作業(yè)對像多變，使工作裝置不可避免地受到各種隨機載荷的作用，此外，設計中的工作裝置結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和幾何尺寸等亦往往具有隨機性，對于此類結(jié)構(gòu)只有基于不確定性多學科的優(yōu)化設計才能得到產(chǎn)品質(zhì)量性能和可靠性具佳的產(chǎn)品。起源于GE的Isight是功能強大的計算機輔助優(yōu)化（CAO, Computer Aided Optimization）平臺，廣泛應用于航空、航天、汽車、船舶、電子領域的零部件、子系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化乃至復雜產(chǎn)品多學科設計優(yōu)化（MDO, Multi-Dis

16、ciplinary Design Optimization）領域之中。用戶可以通過Isight集成和管理復雜的仿真流程，運用多種優(yōu)化算法自動探索得到優(yōu)化方案，縮短產(chǎn)品研制周期，降低研發(fā)成本。所以Isight是一款適合做多學科優(yōu)化設計的軟件。（2）引文法：向前引文：例如，通過基于協(xié)同優(yōu)化和多目標遺傳算法的車身結(jié)構(gòu)多學科優(yōu)化設計這篇論文找到了兩篇較優(yōu)秀的論文6 Sébastien Rabeau,Philippe Dépincé,Fouad Bennis. Collaborative optimization of complex systems: a multidis

17、ciplinary approachJ. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) . 2007 (4). 7 S. Kodiyalam,R.J. Yang,L. Gu,C.-H. Tho. Multidisciplinary design optimization of a vehicle system in a scalable, high performance computing environmentJ. Structural and Multidisciplinary Optimiz

18、ation . 2004 (3-4)向后引文：例如，通過復雜產(chǎn)品多學科協(xié)同設計優(yōu)化建模方法找到了21 郭銀章. 機械產(chǎn)品協(xié)同設計過程的建模、控制與管理研究D. 太原科技大學 2011信息分析：（著重針對課題的研究現(xiàn)狀、研究熱點、重要的研究人員、有價值的文獻、發(fā)展趨勢等進行綜述）(1) 研究現(xiàn)狀：我國的挖掘機生產(chǎn)起步較晚，從1954年撫順挖掘機廠生產(chǎn)第一臺機械式單斗挖掘機至今，大體上經(jīng)歷了測繪仿制、自主研發(fā)和發(fā)展提高等三個階段。在過去的50多年里，我國的設計工作者不斷地學習國外先進技術，通過消化、吸收、移植，國產(chǎn)液壓挖掘機產(chǎn)品性能指標得到提高，產(chǎn)量也逐年提高，逐步縮短與國外先進水平差距的方向邁進

19、。浙江大學的任友良針對液壓缸對工作裝置動態(tài)性能影響和考慮銷軸接觸影響下，深入研究了液壓挖掘機工作裝置的結(jié)構(gòu)性能；同濟大學的朱紅妹利用計算機輔助設計方法，進行了在挖掘機整個作業(yè)區(qū)域挖掘性能分析和挖掘力變化特性分析計算，開發(fā)了相應的軟件；中南大學的周宏兵、胡雄偉利用仿真軟件ADAMS以及虛擬樣機技術，對反鏟液壓挖掘機工作裝置進行相關力學性能分析和優(yōu)化設計；太原科技大學的史青錄、連晉毅等開發(fā)的挖掘機分析軟件EXCA（10.0）可對反鏟液壓挖掘機工作裝置、反鏟輪胎挖掘機工作裝置及挖掘裝載機的懸掛式反鏟工作裝置進行幾何結(jié)構(gòu)設計、機構(gòu)運動仿真及構(gòu)件受力分析，可進行挖掘作業(yè)性能分析、最大挖掘力確定、整機穩(wěn)定

20、性分析、最不穩(wěn)定姿態(tài)確定、起重作業(yè)分析及破碎作業(yè)分析；重慶大學陳進教授等在分析挖掘機挖掘性能的基礎上，利用自主開發(fā)的基于VB的液壓挖掘機反鏟工作裝置優(yōu)化設計軟件，對反鏟液壓挖掘機在主挖區(qū)內(nèi)的可行挖掘角度區(qū)域（即可行域）內(nèi)的挖掘性能進行了整體優(yōu)化；另外，三一重工股份有限公司的李獻杰、李作浩等在推導和分析液壓挖掘機工作裝置運動軌跡和受力規(guī)律的基礎上，開發(fā)了工作裝置挖掘性能可視化軟件，該軟件可快速準確地描繪出工作裝置挖掘范圍，并且該軟件繪制的挖掘力云圖可直觀描述挖掘機在某一區(qū)域的挖掘性能。從上述可以看出我國的挖掘機產(chǎn)品的競爭力在一步步增強，市場占有率也得到快速提升，近幾年來總體上有了快速的發(fā)展。(2

21、)研究熱點：挖掘機性能分析、挖掘機油壓控制、挖掘機挖掘力分析，挖掘機結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化。(3) 重要的研究人員：Damian Derlukiewicz，陳進。(4) 有價值的文獻： 1 Chen, Jin; Qing, Fei; Pang, Xiaoping. Mechanism optimal design of backhoe hydraulic excavator working device based on digging paths J. Journal of Mechanical Science and Technology, v 28, n 1, p 213-222, January

22、 2014.4 Liu, Jingang; Kuang, Shuizhang; Chen, Jianwen; Zhang, Xiaopeng; Xia, Linglin. Structural design and performance analysis of a lengthened working device of hydraulic excavator based on general hydraulic cylinder. Proceedings - 2013 International Conference on Information Technology and Applic

23、ations, ITA 2013, p 354-357, 2013.6 Sébastien Rabeau,Philippe Dépincé,Fouad Bennis. Collaborative optimization of complex systems: a multidisciplinary approachJ. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) . 2007 (4)7 S. Kodiyalam,R.J. Yang,L. Gu,C.-H. Tho.

24、Multidisciplinary design optimization of a vehicle system in a scalable, high performance computing environmentJ. Structural and Multidisciplinary Optimization . 2004 (3-4)8 陳正利.我國挖掘機行業(yè)的形成與發(fā)展、現(xiàn)狀及前景J. 建設機械技術與管理,2004,(11):2529.18 王平. 基于協(xié)同優(yōu)化和多目標遺傳算法的車身結(jié)構(gòu)多學科優(yōu)化設計. 機械工程學報.2011.221 郭銀章. 機械產(chǎn)品協(xié)同設計過程的建模、控制與管理研究D. 太原科技大學 20112223(5) 發(fā)展趨勢：小型液壓挖掘機得到迅猛發(fā)展，現(xiàn)在最小的液壓挖掘機機重僅為0.50.8t，功率為10KW，斗容量小于0.1m3。同時，發(fā)展大型和巨