龙门架交通标志杆的优化设计与研究
本文选题:龙门架交通标志杆 + 优化设计 ; 参考:《安徽建筑大学》2016年硕士论文
【摘要】:随着我国高速公路与城市大中型道路建设的快速发展,龙门架交通标志杆在现阶段使用数量越来越多。标志杆优化设计目标是最大限度的节省材料并且环保美观。根据市场调研,交通标志杆成本约占整个交通项目总成本的5%~7%,所以对标志杆进行优化设计有着巨大的社会需要和应用前景。目前,生产厂家通常提供三种圆形截面尺寸的标志杆,在实际的选择中存在承载力不足或者材料浪费的现象,本文以最大截面尺寸的标志杆为优化对象,结合具体的工程实例,通过理论计算与有限元分析对比得出龙门架交通标志杆的优化结果,实现了利用有限元分析进行龙门架标志杆优化设计的全过程。本文主要做了以下研究工作:(1)对已有的国内外研究成果进行了归纳总结,同时对市场上的标志杆进行归纳统计,得到标志杆普遍使用的材料种类、截面形式与材料参数等;(2)以最大截面尺寸为初定截面尺寸,结合具体工程实例,验算标志杆在荷载作用下的强度与刚度是否符合力设计要求;(3)应用满应力法对初定截面尺寸的标志杆进行理论优化;(4)进行了较为系统的标志杆有限元受力分析,采用材料非线性和几何非线性的方法进行分析,运用有限元软件对初定截面尺寸的标志杆进行优化;(5)将理论优化结果与有限元优化结果对比,分析误差原因,选择最优设计值。通过研究表明:龙门架标志杆的立柱底部与横梁中部在设计时需要进行保护;针对本文的工程实例进行优化设计,得出最优结果;对比满应力法与有限元法优化,利用有限元法进行优化设计更加高效准确。通过对龙门架交通标志杆的理论优化与有限元优化设计对比分析,优化结果可为龙门架交通标志杆的设计提供参考,同时优化方法也能为今后的结构优化设计提供借鉴。
[Abstract]:With the rapid development of highway and city large and medium-sized road construction in China, the number of gantry frame traffic sign rod is more and more at the present stage. The optimum design goal is to save material and protect environment and beauty. According to the market research, the cost of the traffic sign rod accounts for about 5% of the total cost of the whole transportation project, so the optimization design of the sign rod has great social needs and application prospects. At present, the manufacturers usually provide three kinds of circular cross section dimensions of the mark rod, in the actual selection there is insufficient bearing capacity or material waste phenomenon, this paper takes the mark bar with the maximum section size as the optimization object, combined with the concrete engineering example. Through the comparison of theoretical calculation and finite element analysis, the optimization results of the gantry frame traffic sign rod are obtained, and the whole process of the optimization design of the gantry frame sign rod is realized by using the finite element analysis. This paper mainly does the following research work: 1) the existing research results at home and abroad are summarized, and the marking rods on the market are summed up and statistics are made to obtain the kinds of materials commonly used in the marking rods. Taking the maximum cross section size as the initial section size, and combining with the concrete engineering example, the section form and material parameter etc. Check and calculate whether the strength and stiffness of the mark bar under the action of load meet the design requirement of force. The full stress method is applied to the theoretical optimization of the mark bar with initial section size. (4) the finite element force analysis of the mark bar is carried out systematically. The method of material nonlinearity and geometric nonlinearity is used to analyze, and the finite element software is used to optimize the mark rod with initial section size. The theoretical optimization results are compared with the finite element optimization results. The error causes are analyzed and the optimum design value is selected. The research shows that the bottom of the column and the middle part of the crossbeam of the gantry frame mark rod need to be protected in the design, and the optimal results are obtained by optimizing the design of the engineering example in this paper, and comparing the full stress method with the finite element method to optimize, Using finite element method to optimize design is more efficient and accurate. Through the comparison and analysis of the theoretical optimization and the finite element optimization design of the gantry frame traffic sign rod, the optimization results can provide a reference for the design of the gantry frame traffic sign rod, and the optimization method can also be used for reference for the future structural optimization design.
【学位授予单位】:安徽建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U491.52
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,本文编号:1868964
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