車載鉆機車架優(yōu)化設計.pdf

1、隨著計算機的廣泛應用和能源危機的日益嚴重，車輛生產企業(yè)都迫切的希望在提高車輛本身性能的同時，可以降低自身的生產成本，力求占領更多的市場份額。車載鉆機作為專用車輛，其車架沒有經過有針對性的設計、生產。因此，利用現(xiàn)代方式對其進行優(yōu)化設計變得切實可行。本文的主要研究內容：
　　 (1)利用ANSYS對車架進行三維建模、靜力分析。在結構靜力分析階段，通過約束八個吊耳銷來實現(xiàn)對車架約束的模擬，將車架的承載形式考慮成分段均布式。在純彎曲階段

2、，約束所有的吊耳銷；在扭轉分析階段，通過釋放和添加吊耳銷的約束條件來實現(xiàn)扭轉情況的模擬。
　　 (2)模態(tài)分析。模態(tài)分析過程不以自由模態(tài)的振型作為目標，車架部分的載重是不容忽視的，分析的是車架在有載荷預應力作用下的固有頻率和相應振型。靜力分析和模態(tài)分析的結果，給優(yōu)化設計提供了有力依據。
　　 (3)ANSYS優(yōu)化。目的是降低車架自身的重量，根據前面的分析結果，選擇最主要的承載部分——縱梁作為直接優(yōu)化目標。在優(yōu)化時，將縱梁

3、處理成梁單元模型，提取梁的截面尺寸作為設計變量，梁在純彎時的最大應力為狀態(tài)變量，以梁的總質量為目標；經過迭代得到優(yōu)化值，與原模型對比，求出質量的輕化比例。
　　 (4)MATLAB的遺傳算法優(yōu)化。作為優(yōu)化對比出現(xiàn)，這也是本文的亮點。為了對比的可靠性，優(yōu)化參數(shù)的選擇完全和ANSYS一致，最大彎矩的數(shù)值也直接來源于ANSYS的分析結果。針對遺傳算法的隨機性，本文進行四次運算，分別取各個參數(shù)的最大值作為優(yōu)化結果；并將結果與原模型和AN