在地鐵建設中,為了提高施工效率,縮短建設周期,一些工程中開始使用軌道板來代替現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土道床。為了快速地運輸?shù)罔F隧道內(nèi)的軌道板,需要研制一種專用的軌道板運輸車。然而當前國內(nèi)軌道板運輸車的設計主要依賴于經(jīng)驗,其結(jié)構性能及重量有待進一步優(yōu)化。本文以某公司研制的25t軌道板運輸車為研究對象,在對其結(jié)構性能進行分析的基礎上提出了輕量化設計方案,并對軌道板運輸車進行了平順性仿真分析。由于傳統(tǒng)的設計方法偏于保守,軌道板運輸車結(jié)構的強度與剛度有較大余量。為了減輕結(jié)構自重,降低制造成本,本文針對軌道板運輸車結(jié)構提出了一種確定性優(yōu)化方法。該方法綜合運用有限元軟件ANSYS和多學科優(yōu)化軟件Isight,首先,采用拉丁超立方試驗設計方法對運輸車結(jié)構的設計變量進行靈敏度分析,篩選出對軌道板運輸車結(jié)構影響較大的設計變量以提高優(yōu)化效率;然后,根據(jù)篩選出的設計變量建立徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡近似模型;最后利用多島遺傳算法對近似模型進行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:軌道板運輸車的結(jié)構自重降低了15.99%,提高了材料的利用率,降低了制造成本�？紤]到軌道板運輸車結(jié)構的材料特性、幾何尺寸與載荷狀況等不確定因素的影響,運用6 Sigma方法對軌道板運輸車結(jié)構進行可靠性分析。分析結(jié)果顯示:軌道板運輸車結(jié)構的可靠度為0.65,不滿足設計要求。因此本文結(jié)合近似模型技術、蒙特卡洛模擬、可靠性分析和6 Sigma質(zhì)量設計等方法,對確定性優(yōu)化后的軌道板運輸車結(jié)構進行6Sigma優(yōu)化設計。結(jié)果表明:經(jīng)6 Sigma優(yōu)化后的軌道板運輸車結(jié)構比原結(jié)構自重降低了13.89%;與確定性優(yōu)化相比,6 Sigma優(yōu)化后的軌道板運輸車結(jié)構具有更高的可靠性與穩(wěn)健性。最后,對軌道板運輸車進行平順性仿真分析。利用ADAMS軟件建立軌道板運輸車多體動力學模型,并分析軌道板運輸車在不同的路面與不同的速度下的行駛平順性。經(jīng)過仿真分析后得出:軌道板運輸車在不同路面運行時,其水平縱向、水平橫向和垂直方向的振動頻率均避開了人體最敏感的頻率范圍;當軌道板運輸車全速行駛時,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到不舒適;當軌道板運輸車經(jīng)過帶有三角凸塊的路面時,車身的最大加速度響應對駕駛員的身體健康無危害。
【學位單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.6
【部分圖文】：

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

西南交通大學碩士研究生學位論文 運輸車結(jié)構有限元模型板運輸車結(jié)構進行有限元建模，忽略對強度、機室定義為質(zhì)量單元 MASS21。由于結(jié)構系S 軟件中的殼單元 SHELL63 及實體單元 SOLI板運輸車結(jié)構有限元模型如圖 2-2 所示，整個5990 個殼單元，55715 個實體單元，8 個質(zhì)量單

圖 2-2 軌道板運輸車有限元模型2.4.6 有限元計算結(jié)果按表 2-2 中的四種工況對軌道板運輸車結(jié)構進行靜力學分析，得到軌道板運輸車結(jié)構的應力（Von Mises 等效應力）與變形情況，如圖 2-3 所示。(a) 工況 1：應力等值線圖（MPa） (b) 工況 2：垂直方向位移等值線圖（mm）

【參考文獻】

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本文編號：2817936