桥检车工作平台自动调平控制系统

桥梁检测作业车(以下简称桥检车)是一种用于桥梁检测维修,可将工作人员及设备送至桥下进行作业的专用汽车.工作平台是桥检车在空中承载工作人员和作业器材的装置,工作平台自动调平系统的优劣直接影响到整车的性能及工作人员的安全舒适程度.     

基于拓扑优化的铸钢节点优化设计方法

铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。利用拓扑优化获得满足强度与刚度要求的节点最优构型,通过截面尺寸优化减小节点壁厚,实现节点在满足承载力要求下的轻量化设计。在此基础上,结合某实际工程,进行具体优化设计。结果表明:经优化设计的铸钢节点与原节点相比,在正常使用状态下,最大应力降低8.97%,应力分布更加均匀,材料用量减少15.96%,且承载力满足要求,优化效果较为显著。     

基于拓扑优化技术的高性能剪力墙优化设计

剪力墙是高层建筑物重要的结构构件。剪力墙主要承受竖向力和水平作用力,其边缘构件的底部混凝土由于拉力作用容易开裂失效,从而出现局部损伤,导致整片墙过早的失去工作能力。为了使剪力墙有更好的工作性能和更优的材料布置,基于拓扑优化理论对钢筋混凝土剪力墙进行优化设计。首先应用Hyperworks软件中的拓扑优化程序对传统剪力墙进行优化分析,根据计算的结果,进行混凝土剪力墙钢筋笼的重新设计,然后利用有限元软件ABAQUS对钢筋笼优化布置之后的剪力墙模型进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的推覆模拟分析。通过剪力墙优化前后的抗震性能有限元模拟分析对比结果表明,根据拓扑优化结果重新设计的剪力墙表现出更好的抗震性能,研究结果对类似结构设计具有参考价值。     

基于拓扑优化的变参数桥梁结构优化设计

以第十四届全国大学生结构设计竞赛赛题《变参数桥梁结构模型设计与制作》为依托,综合应用拓扑优化、形状优化和尺寸优化等设计方法,探索在限定空间、随机静止荷载和运动荷载组合条件下,满足结构强度、稳定性和位移变形要求的竹制桥梁结构模型。对于左右对称并叠加动荷载的加载情况,优化得到的结构模型质量为290.2g,测点最大位移ε₁=-2.642mm;左右不对称同时叠加动荷载加载情况下,优化得到的结构模型质量为294.2g,测点最大位移ε₂=-2.823mm。结果表明：对变参数桥梁结构模型进行拓扑优化设计能够避免结构发生失稳破坏,同时可大幅降低试错成本。     

桥检车工作平台自动调平控制系统

介绍一种臂架式桥检车工作平台自动调平控制系统,采用车辆专用的CANopen总线通讯,利用闭环控制系统控制电液比例阀,对各参数进行现场调整,以达到理想的调平效果。阐述该系统的具体实现方案,给出系统实现的框图和程序流程图。实践证明,该工作平台自动调平控制系统达到了理想的控制精度、响应速度和稳定性,控制方案简单易行,具有一定的通用性。     

桥检车桁架臂焊接变形的控制

研究了一种新型桁架式臂体桥梁检测作业车的桁架臂矩形钢管拼焊的焊接顺序。通过反复验证,确定了桁架臂生产的最佳装配和焊接顺序,并采取了各种焊接变形控制措施,大大缩短了生产周期,有效控制了生产过程中的焊接变形,减少了矫正变形工作量,对同类结构件的焊接生产具有实际借鉴意义。     

基于AMESim的桥检车支腿液压回路动态特性分析

针对桥检车支腿机构下降液压回路易出现低频振荡冲击的现象,分析桥检车用液压锁阀及单向节流阀组成的支腿液压回路的工作原理和结构特点,建立基于AMESim模型仿真的支腿升降液压回路。研究液压锁阀控制比、单向节流阀节流孔径及单向节流阀安装位置对支腿液压油缸动态特性的影响,为支腿液压回路中相关液压元件选型设计及优化匹配提供参考。     

基于ANSYS的新型空心砌块的拓扑优化设计

提出了一种新型混凝土空心砌块模型,利用ANSYS自带的优化模块,对混凝土空心砌块进行静力学分析,并对其拓扑形状进行了优化设计,使其在满足强度的基础上达到重量最轻,拓扑形状最佳。     

基于振型加速度法的桁架结构拓扑优化设计

基于振型加速度法和全局收敛的移动渐近线法(GCMMA)求解结构动力响应及其灵敏度,建立了以结构材料用量最小为目标,指定自由度位移和杆件应力的均方差为约束的拓扑数学模型,最后以一桁架结构的优化算例验证了所提方法的有效性。     

基于工程限值约束的结构拓扑优化设计分析

基于固体各向同性材料惩罚密度插值模型,建立近似支撑框架模型,以最大刚度为优化目标,以优化体积比及工程限值为约束条件,对支撑框架结构进行了优化。工程限值约束包括最大、最小尺寸约束,对称性约束以及顶点位移约束等。研究结果表明：当支撑框架中斜撑的斜交角度为39°~59°时,框架具有较好的抗侧刚度;当优化体积比为0.3时,优化后结构顶点位移较原设计域增加19%。引入工程限值约束条件能使拓扑优化后的结果有效应用于实际工程,优化后结构具有框架形态,无不易建造的细微结构,减少了低效材料分布,从而降低造价。     

基于工程限值约束的结构拓扑优化设计分析

为了解决我国经济快速发展带来的工程建设规模和复杂程度增加的问题,本文介绍了基于工程限值约束的结构拓扑优化设计方法,分析了结构设计在满足功能需求和工程限值约束方面的挑战,提出了结合数学建模和优化算法寻求最优结构布局的观点,并通过实际工程项目验证了该方法在提高结构承载能力和经济性方面的有效性。结果表明,该方法为结构设计提供了新的思路和方法,对推动我国工程建设的发展具有一定的理论和实践意义。     

基于ESO的脚手架结构拓扑优化

结合渐进结构优化理论对脚手架拓扑结构进行了研究,分析了脚手架作为一种特殊的空间桁架结构,针对其计算和设计的难点,提出了一种新的拓扑结构,为以后脚手架的设计提供了有价值的实践借鉴。     

风力机叶片结构拓扑优化设计

通过建立某1.5 MW叶片有限元模型,对其进行结构拓扑优化设计,得到了材料最佳拓扑分布形式,并提出了改进结构形式的概念设计方案,可为叶片新型结构设计或改进提供参考。     

起重机支腿结构拓扑优化设计

依据某起重机整车空间布置,建立支腿基结构的三维模型及有限元模型,对其进行拓扑优化设计;通过分析支腿结构的拓扑优化结果,得到轻量化的支腿结构设计方案;采用人工CAD拟合方法对优化后的支腿结构进行三维建模,并利用ANSYS对其进行强度校核,进而提出支腿结构细节优化的改进方案,为起重机支腿结构的优化设计提供理论依据。     

发动机支架结构的拓扑优化设计

摘要：利用有限元分析软件Hypermesh建立某发动机支架结构拓扑优化数学模型,采用基于变密度方法的结构拓扑优化技术,对支架结构进行拓扑优化设计。对支架结构优化前后进行模态仿真对比分析,结果表明优化设计后的支架动态特性得到较大幅度的改善,可有效改善其隔振性能。     

基于PIXHAWK和IAPF法桥检无人机避障

基于PIXHAWK和改进人工势场法(IAPF),文中提出了适用于桥梁检测的无人机自动避障路径规划和实现。首先,理论上阐述传统的人工势场法及其优缺点,并根据桥梁结构自身的特点,改进了传统的人工势场法。其次,引入基于PIXHAWK的无人机的飞行控制方法和避障控制。最后,进行仿真测试和实际飞行功能测试。经测试,该基于PIXHAWK和改进人工势场法的桥梁检测UAV自动避障路径规划满足桥梁检测的要求。     

基于连续体结构拓扑优化的树状结构拓扑创构

针对概念设计阶段树状结构拓扑创构问题,提出了连续体结构拓扑优化方法。应用连续体结构拓扑优化法,建立体积约束下结构总应变能极小化（即结构总体刚度极大化）的拓扑优化模型,依据单约束优化问题的鞍点条件建立了优化迭代格式。研究了体积比、屋面结构刚度、屋面结构几何形式、设计空间高度等对树状结构拓扑形态的影响,并给出了具体应用算例。结果表明：随着材料用量的增加,树状结构拓扑随之复杂;随着屋面刚度的增加,树状结构分枝趋向于减少;不同的屋面结构几何形式会导致不同的树状结构拓扑形态;满足一定高度后,树状结构分枝形态不会受高度影响,仅是增加主树杆高度。     

基于Design Exploration的叉车护顶架模态优化设计

为提高某型叉车护顶架的整体刚度,使护顶架模态频率避开发动机最高转速激励频率,避免共振,需要对护顶架的结构进行优化。而护顶架的宏观结构、安装方式等已经确定,不允许有太大改动。在护顶架模态仿真与试验验证的基础上,考虑护顶架立柱截面尺寸的优化。运用ANSYS Design Exploration优化设计技术,得出各参数对关注频率的灵敏度,从而确定主要优化参数,达到设计目标。     

节能车车身优化设计

本文以Honda中国节能车竞技大赛为背景,在满足大赛方规则的前提下,对车身进行综合分析和优化,从车身选材,迎风面积,风阻系数入手。通过模拟风洞试验,确定其模型形状及尺寸。来配合其他部分已达到整车性能的全面提高。     

基于ANSYS的履带起重机转台拓扑优化

以QY750履带起重机转台为设计对象,对该起重机转台进行了有限元静力学分析,得到转台在危险工况下的应力分布。依据转台在危险工况下的受力情况,应用ANSYS中优化模块分别对转台进行单工况拓扑优化分析与多工况拓扑优化分析,根据拓扑优化后的结果得到转台结构材料的最优分布,改进原有转台结构,并对改进后的转台进行有限元分析验证。通过对比分析,拓扑优化之后的转台结构在满足各工况的力学性能要求的同时,转台重量降低7%。结果表明,拓扑优化可以实现起重机转台的轻量化设计,同时为转台结构的设计提供依据。