車載鉆機(jī)車架優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，車輛生產(chǎn)企業(yè)都迫切的希望在提高車輛本身性能的同時(shí)，可以降低自身的生產(chǎn)成本，力求占領(lǐng)更多的市場份額。車載鉆機(jī)作為專用車輛，其車架沒有經(jīng)過有針對性的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。因此，利用現(xiàn)代方式對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)變得切實(shí)可行。本文的主要研究內(nèi)容：
　　 (1)利用ANSYS對車架進(jìn)行三維建模、靜力分析。在結(jié)構(gòu)靜力分析階段，通過約束八個(gè)吊耳銷來實(shí)現(xiàn)對車架約束的模擬，將車架的承載形式考慮成分段均布式。在純彎曲階段

2、，約束所有的吊耳銷；在扭轉(zhuǎn)分析階段，通過釋放和添加吊耳銷的約束條件來實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況的模擬。
　　 (2)模態(tài)分析。模態(tài)分析過程不以自由模態(tài)的振型作為目標(biāo)，車架部分的載重是不容忽視的，分析的是車架在有載荷預(yù)應(yīng)力作用下的固有頻率和相應(yīng)振型。靜力分析和模態(tài)分析的結(jié)果，給優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力依據(jù)。
　　 (3)ANSYS優(yōu)化。目的是降低車架自身的重量，根據(jù)前面的分析結(jié)果，選擇最主要的承載部分——縱梁作為直接優(yōu)化目標(biāo)。在優(yōu)化時(shí)，將縱梁

3、處理成梁單元模型，提取梁的截面尺寸作為設(shè)計(jì)變量，梁在純彎時(shí)的最大應(yīng)力為狀態(tài)變量，以梁的總質(zhì)量為目標(biāo)；經(jīng)過迭代得到優(yōu)化值，與原模型對比，求出質(zhì)量的輕化比例。
　　 (4)MATLAB的遺傳算法優(yōu)化。作為優(yōu)化對比出現(xiàn)，這也是本文的亮點(diǎn)。為了對比的可靠性，優(yōu)化參數(shù)的選擇完全和ANSYS一致，最大彎矩的數(shù)值也直接來源于ANSYS的分析結(jié)果。針對遺傳算法的隨機(jī)性，本文進(jìn)行四次運(yùn)算，分別取各個(gè)參數(shù)的最大值作為優(yōu)化結(jié)果；并將結(jié)果與原模型和AN