随车起重机伸缩臂截面多目标优化

为了提高某火箭炮弹药装填车随车起重机伸缩臂的结构刚度,减轻结构质量,建立了随车起重机伸缩臂参数化模型,并对伸缩臂在水平受载状态下进行仿真分析。以伸缩臂截面尺寸参数为设计变量,借助最优拉丁超立方试验设计建立样本空间,构造响应面多项式函数近似模型。在此基础上,利用NSGA-Ⅱ型遗传算法对伸缩臂自身重量、挠度进行多目标优化。优化结果表明:伸缩臂质量减轻了24.5%,减重效果明显。文中所采用的将参数化建模、有限元分析和数值寻优相结合的优化方法,可为起重机伸缩臂截面优化提供一定的参考。     

仓储系统伸缩臂的结构优化研究

对仓储系统伸缩臂的结构进行了优化,优化的目的是减少伸缩臂的截面面积,从而降低制造成本。建立了伸缩臂优化数学模型,采用改进粒子群算法对该数学模型进行计算寻求截面面积的最小值,结果表明:相比基本粒子群算法,改进粒子群算法能够有效避免算法陷入局部最优解,优化效果更好。将伸缩臂三维模型导入有限元软件中进行结构静力分析与验证,结果表明优化后的伸缩臂结构力学性能满足工况要求。     

一种起重机伸缩臂多目标优化方法及试验

研究一种将参数化建模、有限元仿真、疲劳分析和数值寻优算法相结合的伸缩臂优化方法。建立了随车起重机伸缩臂的参数化模型,进行不同工况下的伸缩臂动静态性能和疲劳寿命分析,并对模型进行了试验验证。以伸缩臂外形尺寸为设计变量,利用最优拉丁方试验设计方法建立样本空间,构造径向基函数近似模型。在此基础上,建立了伸缩臂的涉及到动静态性能、疲劳寿命及自身重量的多目标优化方法及模型。优化结果表明,在保证动静态性能和寿命要求的条件下,伸缩臂重量减少了6.76%。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的机械臂多目标轨迹规划

针对机械臂轨迹规划时需要满足高效率、低能耗、弱冲击等性能要求,提出一种改进的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）。建立了端点运动参数可任意指定的7次B样条曲线方程,构造关节空间内光滑连续插值轨迹。以最短时间、最小能耗和最弱冲击为优化目标,以机械臂关节运动速度、加速度、脉动为约束惩罚,通过加入动态选择策略和模拟二进制（SBX）与正态分布混合交叉算子,建立了机械臂多目标轨迹规划的改进NSGA-Ⅱ算法,该方法具有搜索范围广、种群多样性质量高等优势。算例结果表明,所提出的改进NSGA-Ⅱ算法可以缩短迭代时间,得到更优的Pareto前沿。     

起重机伸缩臂截面拓扑化探析

分析了拓扑优化中材料变密度法及其相关参数对拓扑优化结果的影响,将结构力学中拓扑优化方法应用到起重机伸缩臂的优化设计中,建立了伸缩吊臂的拓扑优化数学模型.利用HyperMesh软件建立了起重机臂架的有限元模型,并利用OptiStruct软件进行优化分析,从而设计出最优的臂架截面拓扑图.分析工作为起重机臂架的结构优化设计提供了一种有效的新思路,其结果为现今流行的大圆角截面和椭圆形截面设计提供了依据.     

动臂塔式起重机整体结构优化设计的研究

通过对动臂塔式起重机塔身和起重臂的主要结构参数进行灵敏度分析,确定了优化设计变量,建立了以提高动臂塔式起重机固有频率为优化目标的结构动态优化数学模型,优化结果表明,增大塔身截面边长和减小塔身横腹杆与起重臂参数不仅有效的提高了动臂塔机动刚性,并可降低结构总质量。     

六边形伸缩臂结构的设计

随着制造起重机伸缩臂结构材料强度的不断提高,六边形截面形式由于其更有利于发挥材料这一特点,在轮式起重机的伸缩臂设计中越来越多地被采用。但在设计过程中,六边形截面尺寸和套接长度的确定大都是根据经验而定,无法保证结构参数的合理性。本文以截面各部分的安全储备一致为目标,探讨在不同套接长度条件下,截面主要参数的最优设置,最大限度地发挥材料性能,减轻伸缩臂的重量。1方法依据依据文献[1]中有关载荷、强度及局部稳定性的计算方法,以截面各部分的安全储备一致为目标,利用文献[2]中的程序设计语言编程进行计算。2结构分析臂架的结构…     

基于响应面法的高空作业车伸缩臂轻量化分析

文中针对目前高空作业车伸缩臂壁厚设计不合理而导致伸缩臂整体质量偏大、作业时笨重缓慢的现状,对某型高空作业车伸缩臂进行轻量化分析。对高空作业车上装结构进行模型进化得到伸缩臂的三维模型,分析确定了伸缩臂的最危险工况为30°,计算得到了轻量化设计需满足的强度及刚度条件。在此工况下,以伸缩臂各节臂壁厚参数为设计变量,以伸缩臂总质量为优化目标,利用Workbench对不同壁厚参数下伸缩臂模型有限元分析得到的应力及变形数据进行非线性拟合,再利用响应面优化得到最佳的壁厚参数组合。在满足设计要求的前提下,优化后的伸缩臂总质量较优化前降低了227 kg,减重比例达到了36.3%。     

电动汽车复合电源参数的精英受控NSGA-Ⅱ算法优化

为了降低电动汽车复合电源初始成本、更换成本及电耗,提出了基于动态精英受控NSGA-Ⅱ算法的参数优化方法.对研究对象的复合电源连接方式进行了介绍,制定了车辆能量管理方法.以降低复合电源成本和电耗为目标,建立了复合电源参数的多目标优化模型.在NSGA-Ⅱ算法中引入了动态拥挤度排序策略,可以有效提高基因多样性,从而提出了动态精英受控NSGA-Ⅱ算法的模型求解方法.在UDDS循环工况下对复合电源参数进行优化,与NSGA-Ⅱ算法优化结果比,动态精英受控NSGA-Ⅱ算法优化结果的锂电池和超级电容放电深度更低、制动能量回收量和电池放电效率更高,有效降低了复合电源成本和电耗.     

基于包含遗传算法的粒子群算法的换轨车结构优化研究

总结了换轨车换轨状态的6种线路特征。利用ANSYS计算了换轨车换轨工作载荷;建立了伸缩式换轨车换轨伸缩臂的理论模型,对伸缩臂截面惯性矩进行了分析。将粒子群算法和遗传算法结合在一起,利用MATLAB软件进行编码。以伸缩臂的质量为目标函数,对伸缩臂六边形截面的5个主要参数进行优化。优化结果表明:伸缩臂质量降低了27.7%,伸缩臂质心位置下降,同时伸缩臂配重也会减小,整机质心下降,提高了整机的稳定性。     

多功能高空作业平台伸缩臂的有限元分析与优化

伸缩臂是起重机最重要的承载部件,其强度直接影响起重机的可靠性和安全性。以检修变电站某种类型的互感器为对象,对现有的起重机进行深入研究,研制一种集高空作业平台和起重机于一体的多功能高空作业平台,在分析整机承载多种工况的基础上,针对伸缩臂的受力特点,建立了有限元模型,并进行有限元分析和优化。分析结果表明,原伸缩臂的结构存在设计缺陷,在进行结构改进和离散尺寸优化后,伸缩臂各构件受力均匀,重量减轻16.11%,满足强度要求,最终获得了较为理想的伸缩臂结构。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的发动机活塞机构优化设计

为提高发动机活塞机构的运动性能,提出了以最小跟踪误差和传动角与直角的偏差最小为优化目标,建立发动机活塞机构多目标优化模型,引入NSGA-Ⅱ算法对活塞机构进行多目标优化。为提高NSGA-Ⅱ算法的种群的多样性和搜索能力,对交叉算子和变异算子进行改进,应用NSGA-Ⅱ算法与改进算法对发动机活塞机构优化问题进行求解,分别得到各自的Pareto解集,并通过逼近理想解排序法选出最优解进行对比。通过实验对比表明,改进算法的Pareto解集分别更均匀、收敛速度快、跟踪误差更小,能为发动机活塞机构的优化设计提供参考依据。     

汽车起重机伸缩臂滑块对局部应力的影响分析

伸缩臂是汽车起重机的重要部件,可通过变幅、伸缩和回转运动实现搬运货物的功能,故其结构决定起重机的起重性能。各节伸缩臂间传递载荷主要通过臂节和滑块的接触作用,伸缩臂与滑块接触区域的受力情况复杂,且接触区域的应力会显著高于其他部位,故该区域对臂架整体的承载能力有较大的影响。文中研究了有限元接触理论,借助有限元软件Ansys建立臂节与滑块有限元模型,以面面接触的方式模拟臂节与滑块的接触关系,并选择多个典型工况对伸缩臂进行分析,研究伸缩臂滑块参数对接触区域的应力影响。通过数值算例分析,当滑块长度在100～280mm内增加时,伸缩臂应力、滑块应力、接触应力逐渐减小;当滑块长度再增加,对伸缩臂应力和接触应力影响很小,而滑块应力出现了小幅度增大。在对弹性模量局部应力的影响分析中,随着滑块弹性模量的增大,伸缩臂的局部应力也逐渐增大。     

汽车起重机伸缩吊臂曲线形截面的有限元分析

针对汽车起重机吊臂采用何种截面形状能够提高其整体稳定性的问题,对汽车起重机伸缩吊臂的多种截面形状进行了研究与归纳,提出了一种将非均匀有理B样条（NURBS）曲线理论应用于构造伸缩臂截面形状曲线的系统方法,从而使下盖板产生了大圆弧过度,减少了吊臂工作时震颤,减小了应力集中现象,提高了稳定性.同时,对伸缩臂模型进行力学简化,便于利用ANSYS软件进行有限元分析.并以此为基础,利用ANSYS软件本身的参数化设计语言（APDL语言）为工具进行了其整体的建模,包括实体建模（以基本臂与一节臂为例）、网格划分、滑块处理及载荷加载和约束处理.并通过全伸与全缩两种工况下的强度有限元分析说明了曲线形截面伸缩吊臂的合理性.研究结果表明,利用该方法可以减小应力集中现象,改善受力情况,较好地解决了起重机曲线形吊臂的稳定性问题.     

起重机伸缩臂变量化建模与有限元分析

采用ANSYS的参数化设计语言APDL,建立变量化的起重机伸缩臂有限元模型,实现对不同吨位、不同截面形式伸缩臂的快速有限元分析。     

起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂套接组成.箱形伸缩臂承受全部弯矩,而轴向力是通过搭接处的摩擦力与内置油缸共同承受,其力学模型不等同于变截面阶梯柱模型和完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型.如何准确计入油缸支撑作用及搭接摩擦力的影响,对起重机箱形伸缩臂稳定性分析计算具有十分重要的意义.从挠度微分平衡方程出发,给出起重机箱形伸缩臂三种计算模型的欧拉临界力的分析推导,并着重讨论考虑油缸支撑和伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用的变截面箱形伸缩臂计算模型.分析结果表明,考虑油缸支撑和箱形吊臂间搭接摩擦力协同作用时吊臂的失稳临界力介于完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型与变截面阶梯柱模型的失稳临界力之间.     

前悬架硬点优化设计

针对前悬架性能的优化问题,提出一种基于近似模型并用响应面法和改进NSGA-Ⅱ遗传算法相结合的方法对前悬架进行优化设计。利用ADAMS/Car建立双叉臂前悬架动力学仿真分析模型,在Insight中对悬架的硬点参数进行灵敏度分析,选择出灵敏度大的设计参数,并建立响应面近似模型,运用改进NSGA-Ⅱ算法对悬架进行硬点优化设计。结果表明,优化后的前轮定位参数在车轮跳动过程中的变化量明显减小,悬架的性能得到很好的提高,该设计方法实现了悬架硬点的优化,为悬架的优化设计提供了依据。     

起重机伸缩臂最优截面形式的研究

利用ANSYS有限元分析软件的APDL语言进行二次开发,完成臂架参数化建模,分析不同截面参数的变化对臂架刚度、强度及稳定性的影响程度,确定了影响臂架结构整体性能的主要因素和相对次要因素,并对其截面尺寸进行优化．分别以臂架的刚度、强度及稳定性作为性能指标,对伸缩臂结构模型进行性能参数优化,得出不同条件下的最优截面形式．     

一种新型高铁接触网绝缘子冲洗机构优化及模态分析

运用ANSYS Workbench对一种新型绝缘子冲洗机构的伸缩臂进行静力学分析,并利用Design Exploration实现了以伸缩臂重量极小化为目标的截面参数优化。在满足负载要求的前提下,伸缩臂整体质量减少22.1%(17.9kg)。对处于工作状态的伸缩机构进行模态分析,研究优化后机构在该状态下的动态特性,结果表明:优化后机构在该状态下的动态特性良好,优化结果可行。     

基于ANSYS Workbench的梨形截面伸缩吊臂轻量化设计

梨形截面伸缩吊臂具有当前最先进的截面形式,探讨其轻量化设计方法具有重要意义。在通用有限元软件ANSYS Workbench中建立梨形截面伸缩吊臂的参数化模型,在Static Structural模块完成梨形截面伸缩吊臂强度、刚度分析,利用Linear Buckling模块对梨形截面伸缩吊臂整体稳定性进行探讨。在此基础上,将吊臂强度、刚度及整体稳定性作为约束条件,构建以自重最轻为目标的优化设计模型。借助GDO模块响应面技术实现梨形截面伸缩吊臂的优化。这种轻量化设计方法对今后大吨位铁路起重机的设计具有实际的指导与借鉴作用。