本文關(guān)鍵詞：考慮承載整體性的雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法及其應(yīng)用

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【摘要】：雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)作為典型的梁柱式組合結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于大型液壓機等重載裝備的承載機身結(jié)構(gòu)中。預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)組成部件的結(jié)合面開縫現(xiàn)象往往影響結(jié)構(gòu)的承載整體性。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法往往難以保證組合結(jié)構(gòu)的承載整體性,影響優(yōu)化結(jié)果的可靠性。針對此問題,論文提出考慮承載整體性的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,通過對組成部件結(jié)合面的開縫過程進行分析,確定了雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)本體結(jié)構(gòu)參數(shù)與載荷變化情況對結(jié)合面彎曲性開縫的影響關(guān)系,建立了考慮橫梁立柱彎曲變形的臨界開縫預(yù)緊載荷計算模型。采用Kriging-NSGA-Ⅱ算法實現(xiàn)了保證承載整體性的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化,應(yīng)用于鍛壓機三梁雙柱式預(yù)緊組合機身下橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化與結(jié)構(gòu)強度性能提高的同時,保證了結(jié)合面的承載整體性。通過對優(yōu)化結(jié)果的對比分析驗證了方法的有效性,為鍛壓機等重載裝備預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)組成部件的優(yōu)化設(shè)計提供了參考。第一章概述了預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式,綜述了重載裝備預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)承載整體性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并給出了論文的研究內(nèi)容與組織框架。第二章以鍛壓機三梁雙柱式預(yù)緊組合機身為具體研究對象,分析了雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)的開縫過程,確定了本體結(jié)構(gòu)參數(shù)與載荷變化情況對結(jié)合面彎曲性開縫的影響關(guān)系。第三章分析了雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)臨界開縫狀態(tài)的承載變形情況,以開縫預(yù)緊閾值作為臨界開縫狀態(tài)下預(yù)緊載荷的表征參量,構(gòu)建了開縫預(yù)緊閾值的計算方程,求解了雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)中心載荷作用下的開縫預(yù)緊閾值,并利用數(shù)值模擬方法對計算結(jié)果進行了驗證,為預(yù)緊載荷的選取提供了更加準(zhǔn)確合理的參考。第四章通過施加以開縫預(yù)緊閾值為參考的預(yù)緊載荷,保證了預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)的承載整體性,提出了考慮承載整體性的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,完成了基于拉丁超立方的優(yōu)化變量采樣,構(gòu)建了優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)的Kriging近似模型,設(shè)計了基于Kriging-NSGA-Ⅱ的考慮承載整體性的雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程。第五章將考慮承載整體性約束的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于鍛壓機三梁雙柱式預(yù)緊組合機身結(jié)構(gòu)下橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,建立了鍛壓機預(yù)緊組合機身結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型,結(jié)合鍛壓機預(yù)緊組合機身具體結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了極限載荷下的開縫預(yù)緊閾值求解,確定了以開縫預(yù)緊閾值為參考的預(yù)緊載荷,保證結(jié)構(gòu)的承載整體性,完成了鍛壓機預(yù)緊組合機身下橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,最后通過對優(yōu)化結(jié)果進行對比分析驗證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性與有效性。第六章總結(jié)了論文的研究成果與存在的不足之處,并對今后的研究工作進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu) 承載整體性 彎曲性開縫 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 開縫預(yù)緊閾值
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG315
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 重載裝備預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)概述13-15
• 1.2.2 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)承載整體性研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3 本文的研究內(nèi)容與組織框架21-23
• 1.4 本章小結(jié)23-24
• 第2章 雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)承載整體性影響因素分析24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)承載整體性的參數(shù)表征24-26
• 2.3 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)本體結(jié)構(gòu)參數(shù)對承載整體性的影響分析26-32
• 2.3.1 橫梁與立柱的抗彎剛度對承載整體性的影響分析27-29
• 2.3.2 立柱與拉桿的拉壓剛度對承載整體性的影響分析29-30
• 2.3.3 拉桿組的偏置距離對承載整體性的影響分析30-32
• 2.4 載荷變化對承載整體性的影響分析32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 考慮彎曲變形的雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)開縫預(yù)緊閾值求解34-51
• 3.1 引言34-35
• 3.2 融合載荷平衡與變形協(xié)調(diào)的開縫預(yù)緊閾值求解方程構(gòu)建35-41
• 3.2.1 雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)臨界開縫狀態(tài)下的預(yù)緊載荷表征35-36
• 3.2.2 綜合載荷平衡與變形協(xié)調(diào)條件的開縫預(yù)緊閾值求解方程建立36-41
• 3.3 基于積分法與載荷疊加法的開縫預(yù)緊閾值計算41-48
• 3.3.1 基于積分法的下橫梁撓度與轉(zhuǎn)角方程求解42-45
• 3.3.2 基于載荷疊加的上橫梁轉(zhuǎn)角方程求解45-47
• 3.3.3 臨界開縫狀態(tài)下預(yù)緊載荷的聯(lián)合求解47-48
• 3.4 雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)開縫預(yù)緊閾值計算結(jié)果分析與驗證48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 考慮承載整體性約束的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件優(yōu)化方法51-61
• 4.1 引言51-52
• 4.2 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)承載整體性對仿真優(yōu)化的影響分析52-53
• 4.3 考慮承載整體性約束的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型構(gòu)建53-56
• 4.4 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)的代理模型構(gòu)建56-59
• 4.4.1 預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化變量采樣點集獲取56-57
• 4.4.2 基于Kriging的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)近似模型構(gòu)建57-59
• 4.5 考慮承載整體性約束的預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 鍛壓機雙柱式預(yù)緊組合機身關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化實例61-76
• 5.1 引言61
• 5.2 鍛壓機預(yù)緊組合機身參數(shù)化建模與結(jié)構(gòu)靜動態(tài)預(yù)分析61-69
• 5.2.1 基于參數(shù)驅(qū)動的鍛壓機預(yù)緊組合機身模型構(gòu)建61-62
• 5.2.2 施加開縫預(yù)緊閾值的預(yù)緊組合機身靜力學(xué)預(yù)分析62-66
• 5.2.3 施加開縫預(yù)緊閾值的預(yù)緊組合機身模態(tài)預(yù)分析66-67
• 5.2.4 綜合靜動態(tài)預(yù)分析與質(zhì)量分析的優(yōu)化部件選取67-69
• 5.3 鍛壓機機身關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)代理模型構(gòu)建69-71
• 5.4 鍛壓機機身關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解與優(yōu)化結(jié)果分析71-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-79
• 6.1 全文總結(jié)76-77
• 6.2 工作展望77-79
• 參考文獻79-84
• 作者簡介84
• 攻讀碩士學(xué)位期間S眉擁目蒲邢钅，
  
  本文編號：785753
  suoshi