桁架式橋梁檢測車臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、橋梁檢測車是一種裝備有橋梁檢測儀器，為橋梁檢測人員在檢測過程中提供檢測作業(yè)平臺，用于流動檢測和維修作業(yè)的專用汽車。臂架結(jié)構(gòu)輕量化可以改善橋梁檢測車整車液壓工作系統(tǒng)的動力特性，降低車載平衡配重以及提高橋梁檢測車整車系統(tǒng)安全性。平行底座結(jié)構(gòu)是由板材焊接而成的框架結(jié)構(gòu)，其在實際工作過程中受到臂架系統(tǒng)相關(guān)機構(gòu)的空間限制，受力情況較為復雜，選取危險工況，對其進行疲勞壽命計算和優(yōu)化設(shè)計對提高橋架檢測車的使用壽命具有重要意義。
　　論文以某16

2、m桁架式橋梁檢測車上車臂架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合有限元法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法，完成對臂架系統(tǒng)中的桁架檢測臂結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計;根據(jù)疲勞可靠性理論，試驗設(shè)計以及響應面近似模型等方法，借助ISIGHT軟件集成自動化手段，完成了臂架結(jié)構(gòu)的中關(guān)鍵部件平行底座的結(jié)構(gòu)改善疲勞壽命的優(yōu)化設(shè)計。
　　1.在ANSYS Workbench中建立橋梁檢測車上車臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有限元仿真模型，通過靜力分析對轉(zhuǎn)臺機構(gòu)各組件和桁架檢測臂部分進行強度與剛度校核;

3、
　　2.在ANSYS中建立桁架檢測臂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化有限元仿真模型，采用正交試驗法建立樣本數(shù)據(jù)，完成對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓練，建立設(shè)計參數(shù)與目標向量之間的映射關(guān)系，以結(jié)構(gòu)重量最輕為優(yōu)化目標，利用遺傳算法進行全局尋優(yōu)。
　　3.以平行底座結(jié)構(gòu)作為疲勞分析關(guān)鍵部件，借助ANSYS Workbench中的疲勞分析模塊Fatigue Module對平行底座進行應力壽命分析，計算結(jié)構(gòu)疲勞壽命，初步確定結(jié)構(gòu)中容易發(fā)生疲勞關(guān)鍵部位。
　　

4、4.在疲勞分析基礎(chǔ)上，運用試驗設(shè)計與響應面模型方法，建立結(jié)構(gòu)設(shè)計變量空間內(nèi)的樣本點對結(jié)構(gòu)自重和疲勞壽命的響應面模型，借助ISIGHT優(yōu)化軟件的自動集成功能搭建結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程，采用多島遺傳算法在響應面模型上進行尋優(yōu)計算。
　　通過對橋梁檢測車臂架結(jié)構(gòu)的輕量化研究以及關(guān)鍵部件的抗疲勞優(yōu)化設(shè)計，可以改善橋梁檢測車的工作性能及其使用壽命，降低設(shè)計以及制造過程中的成本，提高了產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量，對于類似結(jié)構(gòu)的的設(shè)計與研發(fā)具有一定的參考價值。