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2非線性動力學(xué)數(shù)化計算方法

2.1非線性動力學(xué)數(shù)值計算基本方程

在建立彈塑性變形的數(shù)值計算方程時,對物體運動和變形有兩種描述方法,一種是Lagrange描述，也稱物質(zhì)描述，以初始態(tài)圖形為參考來描述。另一種是Euler描述，也稱空間描述，它是以變形態(tài)困形為參考來描述，在固體為學(xué)中使用的主要是Lagrange物質(zhì)描述。在彈性動為學(xué)問題的數(shù)值計算中，采用的是能夠直接求＆知載荷與約宋條件下的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力和應(yīng)變的全增量法。全增量法以變形前的結(jié)構(gòu)作為參考構(gòu)形，變形后的結(jié)構(gòu)及對應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變等是待求量，一般采用拉應(yīng)力和Green應(yīng)變的為學(xué)量，同時采用牛頓法、擬牛頓法等迭代方法。

2.2顯示中心差分法

非線性動力分析程序在工程計算中，最大的困難就是用時過多。顯式積分過程中，一般使用單點高斯積分的形式節(jié)約數(shù)據(jù)的存儲量和運算的次數(shù)，減少單元計算的時間。單點高斯積分單元，使用最少積分點的單元。與單點高斯積分相對的積分方式是積分，全程全積分，全積分主要用于隱式算法中。全積分需要毎個單元毎次迭代多次本構(gòu)關(guān)系，并且需要將各點的應(yīng)變矩陣，計算量非常大。而單點高斯積分只需要計算一次本構(gòu)關(guān)系，需要存儲的應(yīng)變矩陣化只有一組，大大簡化了積分的過程。除了節(jié)省計算機的計算和存儲時間，單點高斯積分還有利于大變形分析，但是單點高斯積分在計算時可能會出現(xiàn)零能量模式的變形，造成計算結(jié)果不精確。這種零能變形主要是指沙漏。沙漏模式是一種零能量的應(yīng)變模式，導(dǎo)致一種雖然在數(shù)學(xué)上是穩(wěn)定的，但是在物理上卻無法實現(xiàn)的狀態(tài)，這種狀患沒有狀態(tài)，變形呈現(xiàn)錐齒形網(wǎng)格。

3護頂架沖擊下落試驗及仿其分析........17

3.1護頂架沖擊下落試驗標(biāo)準(zhǔn)要求及現(xiàn)場試驗....17
3.2護頂架沖擊下落試驗仿真分析........19
3.3護頂架沖擊下落試驗及仿真結(jié)果分析.......29
3.4本章小結(jié)...32
4動點.33
4.1護頂架動載試驗標(biāo)準(zhǔn)要求及現(xiàn)場試驗.........33
4.2動點間歇性沖擊變形累積計算方法........36
4.3護頂架動載試驗仿真分析........38
4.4護頂架動載試驗及仿真結(jié)果分析....41
4.5本章小結(jié)......43
5護頂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計..........44
5.1護頂架安全性試驗及仿真結(jié)果分析......44
5.2護頂架結(jié)構(gòu)局部增強設(shè)計........46
5.3基于BP-GR方法的護頂架輕量化設(shè)計.......49
5.4本章小結(jié)......56

5護頂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.1護頂架安全性試驗及仿美結(jié)果分析

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計自由度高，可以很方便的根據(jù)經(jīng)驗或是借鑒其他結(jié)構(gòu)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新化優(yōu)化，在工程設(shè)計及優(yōu)化過程中發(fā)揮著不可忽視的作用。但是根據(jù)經(jīng)驗設(shè)計出的工程結(jié)構(gòu)，安全系數(shù)一般取的很高，得到的結(jié)果僅是可行方案，并不一定是最優(yōu)。在計算機軟件和硬件快速發(fā)展的同時，以數(shù)學(xué)為學(xué)方法為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化內(nèi)計的理論化有了較快的發(fā)展，從簡單的尺寸優(yōu)化，發(fā)展到形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化等；從單目標(biāo)優(yōu)化發(fā)展到＃目標(biāo)優(yōu)化；從確定性優(yōu)化發(fā)展到不確定性優(yōu)化，優(yōu)化設(shè)計的復(fù)雜性逐漸提高。根據(jù)實際工程特點，通過對不同優(yōu)化算法的改進、重組和綜合，得到滿足實際工捏結(jié)構(gòu)要求的算法，是今后優(yōu)化算法的主要發(fā)展方向。使用現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對護頂架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，使護頂架在滿足強度和變形要求的同時，質(zhì)量輕便美觀，提高了叉車的整體工作效率，有利于節(jié)能減排。

5.2護頂架結(jié)物局部增強設(shè)計

樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量在一定程度上決定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)棋型的正確性。訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)過少或者是不具有代表化的時候，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無法學(xué)習(xí)相應(yīng)的映射規(guī)律；訓(xùn)練樣本過多則會一方面會造成樣本計算工作的繁瑣，另外一方面可能會出現(xiàn)＂過適配＂現(xiàn)象，得出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用在訓(xùn)練集外的新樣本的時候可能會產(chǎn)生較大的預(yù)測誤差。目前常用的選擇訓(xùn)練樣本的方法有正交試驗設(shè)計法、均勻試驗法和拉了超立方法等，本文采用正交試驗法進行樣本點的選取。正交試驗法是處理多因素試驗的科學(xué)試驗方法，在能夠代表全面試驗的前提下，提高了整體效率本文利用＂正交表＂，合理安排試驗，用這種方法只需做較少次數(shù)的試驗便可判斷出較優(yōu)的條件。

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6總結(jié)與展望

物流業(yè)的快速發(fā)展，帶動了與物流業(yè)相關(guān)的裝備制造業(yè)的發(fā)展。叉車作為物流業(yè)的重要裝備之一，越來越被人們所關(guān)注。叉車的工作環(huán)境復(fù)雜多樣，保證叉車工作過程中的安全性能是所有問題中的重中之重。同時隨著社會對叉車節(jié)能環(huán)保性能要求的日盜提高，如何設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量輕的機械結(jié)構(gòu)也是行業(yè)研究的重點。護頂架是叉車的重要保護裝置，其安全性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化是本文研究的主要內(nèi)容。本文結(jié)合浙江省重大科技專項項目＂冷鏈物流用叉車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化＂，針對當(dāng)前叉車護頂架安全性試驗中的動載試抱和沖擊下落試驗進行顯式動為學(xué)有限元分析。主要包括顯式動為學(xué)相關(guān)理論的研究；護頂架沖擊下落試驗顯式動為學(xué)有限元分析；護頂架動載試驗動點間歇性變形計算方法的研究；基于經(jīng)驗和BP-GR設(shè)計方法的護頂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

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參考文獻（略）

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本文編號：57356