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.pdf

1、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(jī)等重載裝備的承載機(jī)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(kāi)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(duì)此問(wèn)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(guò)對(duì)組成部件結(jié)合面的開(kāi)縫過(guò)程進(jìn)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(duì)結(jié)合面彎曲性開(kāi)縫的影響關(guān)系，建立了考慮橫梁立柱彎曲變形的臨界開(kāi)

2、縫預(yù)緊載荷計(jì)算模型。采用Kriging-NSGA-Ⅱ算法實(shí)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(jī)三梁雙柱式預(yù)緊組合機(jī)身下橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能提高的同時(shí)，保證了結(jié)合面的承載整體性。通過(guò)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的對(duì)比分析驗(yàn)證了方法的有效性，為鍛壓機(jī)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(jì)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(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3、，并給出了論文的研究?jī)?nèi)容與組織框架。
　　第二章以鍛壓機(jī)三梁雙柱式預(yù)緊組合機(jī)身為具體研究對(duì)象，分析了雙柱式預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)的開(kāi)縫過(guò)程，確定了本體結(jié)構(gòu)參數(shù)與載荷變化情況對(duì)結(jié)合面彎曲性開(kāi)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(kāi)縫狀態(tài)的承載變形情況，以開(kāi)縫預(yù)緊閾值作為臨界開(kāi)縫狀態(tài)下預(yù)緊載荷的表征參量，構(gòu)建了開(kāi)縫預(yù)緊閾值的計(jì)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(kāi)縫預(yù)緊閾值，并利用數(shù)值模擬方法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)

4、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(guò)施加以開(kāi)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(jì)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(jī)三梁雙柱式預(yù)緊組合