随车起重机伸缩臂截面多目标优化

发布时间：2021-10-06 18:57

　　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。 

【文章来源】：机械设计与研究. 2020,36(01)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

起重机臂架结构

图1 起重机臂架结构为了提高计算效率,在不影响求解精度的情况下,将伸缩臂从整机中单独取出,使用有限元分析软件Abaqus的二次开发语言Python建立伸缩臂参数化有限元分析模型,使用Abaqus静力学求解器分析伸缩臂力学性能。因伸缩油缸固定于加强板处,不影响伸缩臂截面属性,故忽略油缸的影响。图2为建立的伸缩臂有限元网格模型,滑块与伸缩臂之间建立绑定约束。

计算得出伸缩臂质量为47.02 kg、变幅平面(YZ平面)挠度Uy=6.565 mm、回转平面(XZ平面)挠度Ux=1.254 mm、最大等效应力σ=364.7 MPa,应力云图如图3所示。2 优化模型建立

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Isight和ABAQUS软件的柔轮筒体应力与结构优化[J]. 余金宝,范元勋.  机械制造. 2018(11)
[2]变导程螺旋副滚子受力分析与优化设计[J]. 杨客,何非,童一飞,张本涛.  机械设计与研究. 2018(02)
[3]基于多岛遗传算法和响应面模型的机床床身的轻量化设计[J]. 信桂锁,薄瑞峰,冯超,沈兴全.  机械设计与研究. 2017(05)
[4]基于Isight的橡胶动力吸振器参数化优化[J]. 丁智平,王卫峰,贺才春,涂奉臣,黄达勇.  机械设计与研究. 2016(06)
[5]APDL语言在起重臂设计中的应用[J]. 佟雪峰,程鹏,兰天,张庆彬.  建设机械技术与管理. 2016(04)
[6]DOE技术在起重臂优化设计中的应用[J]. 侯云霞.  舰船科学技术. 2015(02)
[7]基于ANSYS Workbench的折臂式随车起重机吊臂有限元分析[J]. 邵明,胡青春,谢文牧.  现代制造工程. 2014(10)
[8]一种起重机伸缩臂多目标优化方法及试验[J]. 陈晨,周志雄,黄向明,李小平.  机械设计与研究. 2013(05)
[9]汽车起重机伸缩臂有限元分析及结构优化[J]. 程鹏,韩刚,王坚.  建筑机械. 2012(15)
[10]响应面法的理论与应用[J]. 王永菲,王成国.  中央民族大学学报(自然科学版). 2005(03)

硕士论文
[1]起重机伸缩臂综合性能及其多目标优化设计研究[D]. 陈晨.湖南大学 2013
[2]基于遗传算法的多目标优化问题的研究与应用[D]. 徐磊.中南大学 2007



本文编号：3420570