珠海金灣升降車路燈車吊車17米22米26米28米32米徐工機(jī)械設(shè)備租賃13928292824 基于CAE仿真分析的吊籃車升降結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)金灣紅旗鎮(zhèn)，三灶鎮(zhèn)，南水鎮(zhèn)，北水鎮(zhèn)，平沙鎮(zhèn) 珠海吊籃車租賃, 珠海吊籃車價(jià)格, 珠海吊籃車, ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)主要由其優(yōu)化模塊“/OPT”完成，而APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言則是優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心，所有的建模、分析計(jì)算必須通過APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言才能得以實(shí)現(xiàn)。ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)必須通過兩個文件共同完成，分別是優(yōu)化分析文件和優(yōu)化控制文件。ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)可表述為：對給定的參數(shù)進(jìn)行離散，在滿足約束條件的情況下，找到使目標(biāo)函數(shù)變量小的設(shè)計(jì)變量的一組解。ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟如下：（1）生成分析文件：主要是整個模型的建模與分析程序，在分析程序中必須定義了設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)變量。同時(shí)，該文件必須是文本TXT文件（利用APDL完成分析過程），或者是ANSYS日志文件（.log文件，GUI操作后生成的文件）。（2）進(jìn)入OPT，指定分析文件：這一步主要是開始建立優(yōu)化控制文件，因此首先需要指定分析文件，說明需要優(yōu)化的對象。（3）聲明優(yōu)化變量：將分析文件中已經(jīng)定義的變量分別申明為設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)等（4）選擇優(yōu)化工具與優(yōu)化方法（5）指定優(yōu)化循環(huán)的控制方式：包括對于優(yōu)化算法、計(jì)算過程、數(shù)據(jù)結(jié)果的控制。（6）進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算（7）查看結(jié)果序列.
升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程, 設(shè)計(jì)變量對于ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計(jì)變量就是要優(yōu)化的一組變量，一般情況下，工程結(jié)構(gòu)中，影響目標(biāo)函數(shù)取值的變量眾多，但是一方面設(shè)計(jì)變量選擇的數(shù)目反映了優(yōu)化求解的規(guī)模；另一方面，影響目標(biāo)函數(shù)取值的變量眾多，但這些變量對目標(biāo)函數(shù)的影響有大有小，對于那些影響很小的變量，可以忽略其影響，因此，一般在優(yōu)化之前會進(jìn)行靈敏度分析，從而合理選擇設(shè)計(jì)變量。對于升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要是因?yàn)檠b置在第一次設(shè)計(jì)時(shí)一般尺寸會給的比較富余，安全系數(shù)較大，經(jīng)過前述的分析，裝置整體上滿足強(qiáng)度要求，局部結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較大，因此為充分發(fā)揮材料的利用率，協(xié)調(diào)各結(jié)構(gòu)尺寸，平衡安全系數(shù)，減輕升降裝置總重，本文對裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對于裝置，其整體結(jié)構(gòu)比較簡單，裝置設(shè)計(jì)整體是本著臂體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，局部設(shè)計(jì)上對整個臂體主要傳力位置進(jìn)行加強(qiáng)，然后按照功能性要求增加功能性結(jié)構(gòu)，因而整體上形成了鋼板拼焊的結(jié)構(gòu)形式。裝置主體的臂體結(jié)構(gòu)截面形狀尺寸較為成熟。因此，根據(jù)升降裝置各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文選取了裝置21個主要零件的板厚作為設(shè)計(jì)變量，設(shè)計(jì)變量共21個。
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約束條件約束條件是在優(yōu)化過程中對設(shè)計(jì)變量本身或者是對受設(shè)計(jì)變量影響的相關(guān)量的限制，因此約束條件也分為這兩類。（1）對設(shè)計(jì)變量的約束主要是限制設(shè)計(jì)變量的變化范圍，從而控制優(yōu)化求解規(guī)模，同時(shí)也是對設(shè)計(jì)變量優(yōu)解存在區(qū)間的預(yù)測，從經(jīng)驗(yàn)上避免無用的求解計(jì)算。LiX——設(shè)計(jì)變量iX的下限；UiX——設(shè)計(jì)變量iX的上限。（2）對受設(shè)計(jì)變量影響的相關(guān)量的約束受設(shè)計(jì)變量影響的相關(guān)量主要指因?yàn)樵O(shè)計(jì)變量變化而變化的一些量，對于工程結(jié)構(gòu)而言，主要是結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性。對于升降裝置而言，結(jié)構(gòu)問題主要是強(qiáng)度問題，本文限制裝置的大等效應(yīng)力max要小于材料許用應(yīng)力。升降裝置主要材料是Q690D，安全系數(shù)取為1.3，許用應(yīng)力為530MPa，因此取為530MPa本文針對升降裝置的優(yōu)化主要是為了減輕裝置總重，平衡各部分安全系數(shù)。iV——第i個單元的體積（mm3）；i——第i個單元對應(yīng)的結(jié)構(gòu)材料密度（t/mm3）；n——單元總數(shù)。由于采用實(shí)體單元建模，模型整體的節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)目較多，其狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)都不易求得，因此為保證求解的順利進(jìn)行，本文采用零階優(yōu)化方法。由于各部件大應(yīng)力出現(xiàn)工況不同，因此本文分別以第四章的五種工況分析程序作為優(yōu)化文件，分別完成五種工況下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這樣得到五組設(shè)計(jì)變量的解，然后，對每個設(shè)計(jì)變量按五組解中的大值進(jìn)行取值，后對設(shè)計(jì)變量按照板厚系列進(jìn)行圓整。
優(yōu)化結(jié)果通過對升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到了在滿足約束條件下的優(yōu)的一組設(shè)計(jì)變量的解。按照5.2.3節(jié)對設(shè)計(jì)變量終取值的處理辦法，也即將優(yōu)化后的設(shè)計(jì)變量向大圓整到板厚系列。設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化前后的值。優(yōu)化后，除部分重要臂體，也即一些重要受力位置的板厚未變動外，設(shè)計(jì)變量所選擇的板厚整體上減小了一個板厚系列，說明原始設(shè)計(jì)對于各部分安全系數(shù)的平衡較好，優(yōu)化對裝置整體的尺寸進(jìn)行減小，因而可以預(yù)見裝置各部分的相對受力與優(yōu)化前相當(dāng)，而裝置的絕對受力則增大了一個“層次”，使得材料的力學(xué)性能得以充分發(fā)揮。優(yōu)化后，裝置總重由1723.8kg下降到1596kg，減重127.8kg，減重比7.41%。其中，吊鉤臂、滑移臂由于在優(yōu)化前受力相對較大，因而選取的設(shè)計(jì)變量少，減重相對較少。由于副車架油缸支座尺寸減小，大應(yīng)力位置由舉升臂變化到副車架外，其他各工況大應(yīng)力位置均未發(fā)生變化，裝置各部分的相對受力未發(fā)生變化，也就是說各部分的受力的相對大小不變，說明裝置初始設(shè)計(jì)的安全系數(shù)較為均衡。經(jīng)過優(yōu)化后，裝置整體受力均有所增大，但大等效應(yīng)力均在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求，充分發(fā)揮了材料的力學(xué)性能。因此，針對升降裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化所得結(jié)果是有效的、可行的。
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