基于模糊数学的起重机结构绿色评价设计技术

针对起重机结构绿色度评价问题,提出了一种基于模糊数学和熵权法的起重机结构绿色度评价方法.根据桥式起重机结构的本质和特征,在以往桥式起重机评价体系的基础上,构造了涵括产品全部生命周期的评价层次模型.综合考虑制造过程、使用过程、回收过程三方面因素,引入熵权法计算各层样本集权重,提高了评价过程的准确性和客观性.以某型号桥式起重机为例验证模型,结果表明,该起重机虽未经过绿色化设计,但是对环境无明显污染.     

新型运架一体式架桥机主梁静态分析

依据250km/h和350km/h高铁路线架桥的需求,对架设长40m的新型混凝土箱梁,提出了一个新型运架一体式架桥机金属结构设计方案.主梁在架桥机中起承担起吊梁片的功能作用,是架桥机一个重要部件.通过分析架桥机架梁流程的整个工作周期,提取架桥机在整个工作周期中的两个危险工况即大跨度工况和大悬臂工况.对两个危险工况分别采用结构分析理论和有限元分析软件进行静态分析,通过对两者的计算结果分析比对,相互验证,得出新型运架一体式架桥机金属结构主梁的合理设计.     

基于CATIA的桥式起重机司机室人机工程设计

为改善桥式起重机司机室作业环境,提高作业舒适度,对桥式起重机司机室的布局及各尺寸结合人机工程学相关理论进行了分析,并给出了尺寸建议,最后以人机工程虚拟仿真软件CATIA进行验证,分析了司机的视野范围、操作姿势舒适度和手部可达区域。结果表明结合人机工程学相关理论所设计的司机室符合人体舒适度要求,设计中加入了视频监控装置,可降低职业病发生的可能性,司机室尺寸优化结果可为起重机司机室设计提供重要的数据参考。     

轨道连接处缺陷对起重机运行冲击系数及疲劳剩余寿命的影响

为了分析起重机运行过程中轨道连接处缺陷对金属结构冲击系数的影响,通过正、余弦函数分别模拟高低缺陷和间隙缺陷所引起的不平度,并提出起重机越过轨道缺陷过程的动力学模型。理论推导起重机通过轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷时的运行冲击系数方程,并将其与GB/T3811:2008和ISO8686—1:2012中方法进行形式和结果的比较,从而证明理论推导结果的正确性。基于起重机车轮尺寸及两种轨道缺陷不平度函数,分析轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷发生耦合作用的临界条件,结果表明高低缺陷在冲击过程中起主要作用,二者同时存在时可忽略间隙缺陷影响。通过试验测试满载工况下无轨道缺陷和7mm高低缺陷时主梁最危险点的应变时间历程,并计算危险点的最大应力;将理论推导的运行冲击系数应用到有限元模型中,计算在无轨道缺陷和7mm轨道高低缺陷时对应测点的最大应力值,有限元分析结果与试验测试相对误差为2.63%,从而通过工程试验验证运行冲击系数理论推导的正确性。分析轨道缺陷对起重机剩余寿命的影响发现,起重机的临界裂纹长度、疲劳剩余寿命均随着轨道高低缺陷增大而减小,而影响度随着轨道缺陷增大而增大,轨道高低缺陷增大会使运行冲击系数增大且导致起重机主梁剩余寿命降低。     

人-起重机-轨道系统动态响应与优化

为了研究起重机运行过程中的人体振动响应,评价操作人员振动舒适性,以人-起重机-轨道系统为基础,构建了七自由度数学模型和系统振动方程。通过直接积分法求解出人体振动加速度的时域响应,并等效为人体振动烦恼率值。以烦恼率为优化目标通过PSO算法进行优化设计,得到了满足人体舒适性的最优设计参数,并通过烦恼率对人体振动进行量化评价。     

基于起重机-轨道缺陷耦合振动的人体舒适性评价研究

起重机服役过程中,轨道缺陷常常引起其结构自身振动而造成驾驶员的不舒适。为了研究起重机运行过程中的人体振动响应,评价驾驶员振动舒适性,提出了基于人-车-轨道系统的7自由度数学模型。通过Newmark直接积分法求解出人体振动加速度的时域响应,基于FFT变换得到人体振动加速度功率谱密度。通过计算人体振动加速度均方根的值,利用ISO 2631-1标准评价人体舒适性。该数学模型和评价方法可有效地分析轨道缺陷下人体振动的舒适程度,为起重机设计提供重要理论参考。     

基于理想压力的机车座椅优化设计与舒适度试验研究

为了提高某出口型电力机车司机座椅舒适性,结合人机工程仿真软件JACK、主观感知舒适度量表及压力坐垫对司机座椅人机系统进行分析,进而基于人体工程学的座椅靠背设计方法对座椅靠背形态进行优化,对优化后座椅靠背的人机匹配度进行了仿真分析和主客观试验验证,结果表明优化后的靠背设计方案比靠背原型的人机交互匹配度更高,且能对司机背部形成良好的支撑。最后利用MatlabLIBSVM工具箱建立舒适度预测模型对座椅舒适度进行预测分析,得到均方误差MSE=0.003 753 4、相关系数R=93.063 1%,该模型预测精度高,可大幅简化主观评价流程。该座椅靠背设计方法可为轨道交通装备司机座椅的舒适性设计提供理论参考和试验依据。     

基于JACK仿真的电动单轨吊司机室人机工程分析

为提高电动单轨吊在井下运行时的操作舒适性,通过人机仿真软件建立符合中国驾驶员身体数据的人机虚拟仿真模型,结合可控性、可视性和工作姿势舒适性探讨电动单轨吊司机室设计缺陷。结果证明：电动单轨吊能够较好地符合第5百分位和50百分位的人体需求,但由于其整体尺寸受到井下巷道的限制,对95百分位人群使用和操作中略有不便。通过计算机虚拟仿真等技术,可为井下特殊工况下电动单轨吊人性化设计提出优化策略。