如何优化路灯车梯架结构??    鼎湖路灯车出租, 路灯车出租价格,  路灯车价格    结构优化设计是现代结构设计领域的重要研究方法，其过程常包含假定-分析-搜索-最优设计四个阶段，可分为尺寸优化设计、形状优化设计和拓扑优化设计三种51。本章在路灯车梯架结构原有基础上，结合其有限元静力学分析和模态、模态灵敏度分析结果，利用拓扑优化方法，以降低梯架结构的质量和提高安全性设计为目的，进行梯架结构的优化方案设计.

     现代结构优化设计方法主要分为尺寸优化法、形状优化法和拓扑优化法三种，尺寸优化法以结构设计参数为优化对象，形状优化以结构件外形或者孔洞形状为优化对象，而拓扑优化则是以材料结构布局优化为优化对象。常用的结构优化研究方法主要有变厚度法、均匀化法和变密度法。变厚度法的是应用有限元法将薄板或壳单元划分为有限个单元，并假定所有单元厚度均匀，以各单元厚度为设计变量，对整个初始模型进行拓扑优化的过程。均匀化法是在所优化结构材料中引入微结构（单胞）并以其结构尺寸为设计变量，以单胞尺寸变化实现结构优化模型与尺寸优化模型的统一和连续化，从而实现对模型结构优化设计的过程。变密度法基于均匀化法，目前常用的有限元结构优化分析模块皆基于此优化方法。变密度法是引入一种假象密度可变材料，将每个单元内密度指定为相同，假定设计材料宏观属性与材料密度间关系，以密度为设计变量，将结构优化问题转化为材料的最优分布问题。对于结构优化设计，不仅要建立优化模型和选择优化方法，还要选择合适的优化算法。优化算法的选择直接影响着优化的结果和计算精度，选择合适的优化算法可以使计算快速收敛，得到更高的计算精度和可靠结果。据相关文献参考，目前主要的优化算法有遗传算法、数学规划法、优化准则算法和拉格朗日乘子法四种。 拉格朗日乘子法不仅可用于求解具有等式约束的优化问题，也可用于求解具有等式和不等式约束的优化问题，借助其非线性互补函数，该算法可实现全局收敛。拉格朗日乘子法具有求解迭代次数少、求解效率高的特点，是适用于结构优化的求解方法。

   拓扑优化空间模型本节主要采用结构优化设计中的拓扑优化方法对梯架结构进行优化分析，建立合理的拓扑空间模型是优化的首要工作。三维软件UG中建立梯架结构优化空间模型，导入ANSYSWorkbench软件中的优化设计模块。

      拓扑优化参数选择,  本节使用基于变密度法优化方法和拉格朗日乘子法数学算法的高效拓扑优化方法实现对梯架结构的拓扑优化分析。ANSYSWorkbench软件对结构进行拓扑优化计算时，需要设定结构优化的设计变量、约束条件和目标函数。模型中选定梯架结构弦杆截面尺寸为优化设计变量，其中梯架结构静力学和模态、模态灵敏度分析中的关键部位，如上下弦杆、护栏和踏杆等为重点优化区域，梯架一尾端托架结构顶端与梯架结构两液压缸相连接，尾端与梯架转台支承铰接，受力复杂，这里暂设为非优化区域。本节中以梯架结构材料70钢的屈服强度为约束条件，以保留梯架结构材料百分比为目标函数。选择合理的保留材料百分比，对Workbench优化设计非常重要。选择较大的保留材料百分比时，很可能使拓扑优化计算结果不明显；而选择过小的保留材料百分比时，优化过程很可能又无法收敛。此处以ANSYSWorkbench优化设计模块的默认80%保留材料百分比参加计算。

     鼎湖路灯车出租, 路灯车出租价格,  路灯车价格 http://www.jiangmenshengjiangchechuzu.com/

     拓扑优化过程及结果在ANSYSWorkbench软件优化设计模块中设置好梯架结构的优化参数后，提交到Workbench软件进行计算，经过8次迭代约2个小时的计算后得到计算结果。图5.2为梯架结构经过拓扑优化计算后的结果图，图中框选出来的红色部分为软件显示“Remove”移除部位，褐色为“Margina”边界部位，灰色为“Keep”保留部位。 在保持路灯车梯架结构静刚度、强度不变的前提下，以保留材料80%百分比的比例进行拓扑优化计算，ANSYS软件给出的“Remove”部位基本都集中在四节梯架的底部踏杆位置。这样的计算结果正好与上一章进行梯架结构模态灵敏度分析得到的优化部位是一致的，改善路灯车梯架结构的底部踏杆截面尺寸是本章结构优化的重点所在。

       本文研究路灯车梯架结构在经过前两章梯架结构的静力学、模态和模态灵敏度分析及本章梯架结构拓扑优化仿真计算后，共得出以下修改建议：（1）梯架结构静力分析结果可得到，两种工况下梯架结构的应力较大区域皆发生在每节梯架的上弦杆处，但应力值整体上较小，梯架危险截面安全系数较大，存在轻量化优化空间；梯架结构顶端工作斗处最大位移变形量较大，材料受拉受压变形明显，易发生疲劳损伤。另外，梯架结构底部“一”形踏杆结构设计，消防员实际救援中易发生脚下踏空而造成危险。（2）梯架结构模态及模态灵敏度分析结果可得到，云梯车梯架结构的前六阶模态频率值较低，相应模态振型的振动节点位置相对一致，工作中易诱发疲劳损坏；模态灵敏度计算中，梯架底部踏杆截面尺寸对梯架结构的低阶模态频率影响较大，踏杆截面尺寸的减小有利于其低阶频率的增大。（3）梯架结构拓扑优化分析结果可得到，梯架结构在以保留材料80%百分比为约束条件、以梯架各弦杆尺寸为优化对象进行拓扑优化计算时，软件得到的拓扑优化结果显示“Remove”区域主要集中在四节梯架的底部踏杆位置；此外，梯架结构两侧护栏和下弦杆也有少量优化区域显示。基于以上分析结果，综合云梯车梯架结构各弦杆的实际尺寸，从轻量化和安全性角度出发，在满足材料屈服强度的前提下，本文提出了将传统“一”形踏杆梯架结构优化成“π”形踏杆梯架结构的结构优化方案。具体方案为：各梯架底部踏杆截面长、宽尺寸各减少10mm，踏杆长度保持不变；沿梯架伸展反方向添加市场上常见30*40长宽、3mm厚口型钢管与邻近踏杆斜接触，相邻踏杆节距保持250mm不变。

     鼎湖路灯车出租, 路灯车出租价格,  路灯车价格