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桁架式桥梁检测车臂架系统可靠性分析及优化设计
| 论文题名： | 桁架式桥梁检测车臂架系统可靠性分析及优化设计 |
| 关键词： | 桥梁检测车;臂架结构;有限元法;模拟抽样法;可靠性分析;优化设计 |
| 摘要： | 桥梁检测车是一种可以为桥梁检测人员在检测过程中提供作业平台，装备有桥梁检测仪器，用于流动检测和维修作业的专用汽车，其结构的可靠性对检测效率及检测人员的安全有着重要作用。本文利用有限元法、模拟抽样技术计算桥梁检测车臂架结构在多工况下结构的可靠度。并利用ISIGHT软件的集成功能，建立基于桥梁检测车臂架系统可靠度的优化设计。 本文以16m桁架式桥梁检测车臂架为研究对象，首先在大型有限元软件ANSYS中建立臂架系统的参数化模型，对其进行必要的静力学分析及模态分析。其次考虑臂架结构在设计过程中，其材料特性、加工尺寸、载荷都具有随机波动性，利用ANSYS中的PDS模块，对臂架进行可靠性分析;用Monte Carlo法中的拉丁抽样法(LHS)对臂架系统进行抽样，计算主要失效形式下各杆件及行走板的可靠度;再次用响应表面法中没有带交叉项的二次近似函数模型拟合响应表面，结果表明，Monte Carlo法和响应表面法这两种模拟抽样计算结果相当接近，证实其结果与真实结果很逼近。为大型复杂的结构体系可靠性分析提供一种较为实用的方法。 最后利用ISIGHT软件的集成自动化功能，将臂架各杆件及行走板的强度可靠指标、各杆件刚度、整个臂架刚度稳定性作为约束条件，以臂架结构的质量最小化为优化目标，用多岛遗传算法对臂架进行优化。使臂架结构在满足一定的可靠度下，具有质量最轻、成本最低、技术先进的特点。 本文利用桥梁检测车臂架结构的可靠度为约束条件，对臂架进行优化设计。获得了较为满意的结果，体现了此方法的可行性。此方法为大型复杂机械结构提供了一种参考方案，具有重要的理论和实际意义。使产品达到安全可靠，耐久适用、经济合理、保证质量、技术先进的要求。 |
| 作者： | 宋伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 吴蓝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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