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矿用自卸车驾驶室ROPS & FOPS多目标优化设计
| 论文题名： | 矿用自卸车驾驶室ROPS & FOPS多目标优化设计 |
| 关键词： | 矿用自卸车;驾驶室;优化设计;非支配排序遗传算法 |
| 摘要： | 大吨位矿用自卸车工作环境恶劣，加之路况复杂多变，使得整车操作稳定性降低，常常发生翻车事故，此外矿用车装卸及运输矿物过程中驾驶室容易受到落物冲击。所以对矿用自卸车驾驶室优化设计非常必要。 结构优化技术以数学规划为理论基础，有效的将CAE分析技术和最优化方法结合起来，在考虑多设计约束前提下，最终求解获得设计空间中最佳材料分布。结构优化设计变量不同又产生尺寸优化、形貌优化和拓扑优化等不同分支。驾驶室设计所涉及到的优化目标较多，不仅要满足刚强度、吸能和质量要求还需要满足一定动态性能要求。因此，本文合理利用多目标优化方法完成驾驶室优化设计，主要完成以下内容: (1)驾驶室ROPS和FOPS标准不仅要求满足一定加载力还要求满足相应吸能要求，驾驶室部分构件势必会发生塑形变形，所以建立驾驶室有限元模型时要考虑材料非线性和几何非线性的影响。 (2)基于正交试验前处理，分析驾驶室各部件厚度变化对目标响应影响显著度，非显著影响部件通过满应力法确定部件厚度，显著影响部件作为继续优化对象，利用薄板样条插值的高维近似模型(TPS-HDMR)构建了驾驶室设计变量和目标函数之间的近似模型，采用加入精英保持策略和去除重复个体的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)完成驾驶室ROPS多目标优化设计。 (3)利用OptiStruct软件对驾驶室蒙皮做多目标形貌优化，获得既满足FOPS变形要求又满足频率要求下驾驶室蒙皮加强肋最优分布，并对加强肋分布进行规整。最后，对新驾驶室和原驾驶室做性能对比，结果表明利用多目标形貌优化方法设计的驾驶室综合性能有所提高。 (4)为了检验本文设计驾驶室符合工程需要，对所设计驾驶室进行ROPS试验，最终试验表明驾驶室设计合理。 |
| 作者： | 康晋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李伟平;许浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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