在地鐵建設(shè)中,為了提高施工效率,縮短建設(shè)周期,一些工程中開(kāi)始使用軌道板來(lái)代替現(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土道床。為了快速地運(yùn)輸?shù)罔F隧道內(nèi)的軌道板,需要研制一種專用的軌道板運(yùn)輸車。然而當(dāng)前國(guó)內(nèi)軌道板運(yùn)輸車的設(shè)計(jì)主要依賴于經(jīng)驗(yàn),其結(jié)構(gòu)性能及重量有待進(jìn)一步優(yōu)化。本文以某公司研制的25t軌道板運(yùn)輸車為研究對(duì)象,在對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了輕量化設(shè)計(jì)方案,并對(duì)軌道板運(yùn)輸車進(jìn)行了平順性仿真分析。由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法偏于保守,軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度有較大余量。為了減輕結(jié)構(gòu)自重,降低制造成本,本文針對(duì)軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)提出了一種確定性優(yōu)化方法。該方法綜合運(yùn)用有限元軟件ANSYS和多學(xué)科優(yōu)化軟件Isight,首先,采用拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行靈敏度分析,篩選出對(duì)軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)影響較大的設(shè)計(jì)變量以提高優(yōu)化效率;然后,根據(jù)篩選出的設(shè)計(jì)變量建立徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型;最后利用多島遺傳算法對(duì)近似模型進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:軌道板運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)自重降低了15.99%,提高了材料的利用率,降低了制造成本�？紤]到軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的材料特性、幾何尺寸與載荷狀況等不確定因素的影響,運(yùn)用6 Sigma方法對(duì)軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析。分析結(jié)果顯示:軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的可靠度為0.65,不滿足設(shè)計(jì)要求。因此本文結(jié)合近似模型技術(shù)、蒙特卡洛模擬、可靠性分析和6 Sigma質(zhì)量設(shè)計(jì)等方法,對(duì)確定性優(yōu)化后的軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)進(jìn)行6Sigma優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明:經(jīng)6 Sigma優(yōu)化后的軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)比原結(jié)構(gòu)自重降低了13.89%;與確定性優(yōu)化相比,6 Sigma優(yōu)化后的軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)具有更高的可靠性與穩(wěn)健性。最后,對(duì)軌道板運(yùn)輸車進(jìn)行平順性仿真分析。利用ADAMS軟件建立軌道板運(yùn)輸車多體動(dòng)力學(xué)模型,并分析軌道板運(yùn)輸車在不同的路面與不同的速度下的行駛平順性。經(jīng)過(guò)仿真分析后得出:軌道板運(yùn)輸車在不同路面運(yùn)行時(shí),其水平縱向、水平橫向和垂直方向的振動(dòng)頻率均避開(kāi)了人體最敏感的頻率范圍;當(dāng)軌道板運(yùn)輸車全速行駛時(shí),普通的水泥路面不影響駕駛員的舒適性,但粗糙的水泥路面使駕駛員感覺(jué)到不舒適;當(dāng)軌道板運(yùn)輸車經(jīng)過(guò)帶有三角凸塊的路面時(shí),車身的最大加速度響應(yīng)對(duì)駕駛員的身體健康無(wú)危害。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.6
【部分圖文】：

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 它可以使軌道板在運(yùn)輸過(guò)程中不與軌道板運(yùn)輸車產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，避免了過(guò)程中的磨損；基于 CAN 總線的分布式布置系統(tǒng)使各運(yùn)行部件的實(shí)時(shí)檢降低了運(yùn)輸車的維護(hù)成本，這是一種機(jī)、電、液一體化的新型工程機(jī)械[3載重量大、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。圖 1-1 為某公司研制的 25t 軌道板運(yùn)輸車。

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)有限元模型板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模，忽略對(duì)強(qiáng)度、機(jī)室定義為質(zhì)量單元 MASS21。由于結(jié)構(gòu)系S 軟件中的殼單元 SHELL63 及實(shí)體單元 SOLI板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)有限元模型如圖 2-2 所示，整個(gè)5990 個(gè)殼單元，55715 個(gè)實(shí)體單元，8 個(gè)質(zhì)量單

圖 2-2 軌道板運(yùn)輸車有限元模型2.4.6 有限元計(jì)算結(jié)果按表 2-2 中的四種工況對(duì)軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到軌道板運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)的應(yīng)力（Von Mises 等效應(yīng)力）與變形情況，如圖 2-3 所示。(a) 工況 1：應(yīng)力等值線圖（MPa） (b) 工況 2：垂直方向位移等值線圖（mm）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2817936