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路灯车梯架结构灵敏度分析, 怀集路灯车出租, 怀集路灯车价格, 怀集哪儿有路灯车出租 研究一个系统的动态特征对结构参数变化的敏感程度,常用于结构优化设计中研究结构参数变化时的最优解稳定性。结构优化设计中,通过对结构进行灵敏度分析,可大大提高设计效率,减少结构的设计成本。灵敏度分析方法分为直接求导法和伴随结构法两种。直接求导法数学推导简单,可从一阶灵敏度扩展到高阶灵敏度,使用较为广泛;伴随结构法是将伴随结构理论扩展到机械结构中的一种求解方法,公式推导和计算较复杂,使用不是很广泛。对于结构模态对应阶频率,由于其对应的振型分布不同,结构各部分对它的影响并不相同。若某部分结构处于该阶模态振型幅值较大的区域,该部分结构稍有变动,便会对该阶模态频率产生较大影响;反之,若该部分结构处于该阶振型振型节点附近,则即使结构变化较大,对该阶固有频率的影响也较小。从上节模态分析结果可知,本文研究梯架结构的前六阶模态固有频率皆较低,而模态频率中低频成分对结构的影响非常大,高频成分的贡献度较低。通过对梯架结构进行39模态灵敏度分析,找出对其低阶模态频率和振型敏感的灵敏部位所在,在不影响结构静强度要求下,提高梯架结构低阶固有频率,为下一章的梯架结构优化提供依据。
ANSYS软件除强大的静力学、动力学和热力学等各种分析功能外,还可以进行结构的灵敏度分析,帮助用户快速地找到结构设计的最佳方案。ANSYS软件灵敏度分析表达式如下:ix——结构设计参数变化值,缺省为ix上下限之差的1%;e——x同维数向量。ANSYS软件中的灵敏度计算实际上是依次将设计变量变动1%,然后进行重新计算求解,得到变量变动之后的目标函数值。ANSYS软件可以通过GUI交互式和批处理两种方式实现其对结构灵敏度分析的操作。GUI交互式具有较大的灵活性,能够实时看到循环过程的结果,优化效率较高;批处理需要用户对ANSYS程序的命令非常熟悉,其对于复杂的需耗费大量时间的分析任务来说,具有非常大的使用优势。
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模态灵敏度分析, 计算变量的确定计算变量是软件灵敏度分析的基本变量,包括设计变量、状态变量和目标函数。本小节通过ANSYSWorkbench软件的灵敏度分析优化功能,实现对路灯车梯架结构的模态灵敏度分析计算。本节中设计变量选为梯架各弦杆截面尺寸的长度和宽度,具体定义为DS_nm和DS_nHm(1n4)(软件优化变量需以DS开头),上下限以给定弦杆尺寸浮动10mm为界。状态变量为梯架结构使用材料进口高强度70钢的屈服应力;参照材料的应力许用值,取安全系数2,定义状态变量的范围为0350MPa。40ANSYSWorkbench软件的优化程序只允许定义一个目标函数,解决单目标优化问题。本节中以梯架结构一阶模态固有频率为目标函数,通过对梯架结构进行模态灵敏度计算,得到对其一阶模态最敏感的结构部位所在。
基于以上理论和计算变量设置,通过ANSYSWorkbench软件自带的灵敏度优化工具,得到本文中研究路灯车梯架结构四节梯架系统的弦杆尺寸对系统一阶模态的灵敏度响应数值。每节梯架底部踏杆截面长度对梯架结构一阶模态频率影响最大,两侧护栏截面长度和上弦杆截面长度的影响次之;其余计算截面宽度对其一阶模态灵敏度影响较小。梯架四底部踏杆截面长度对整个梯架一阶模态灵敏度的计算响应图:可知,梯架结构的一阶模态频率与梯架四底部踏杆截面长度成反比例关系。截面长度尺寸越大,计算得到的一阶模态频率值越低;截面长度尺寸的降低,有利于梯架结构一阶模态频率的提高;其他三节梯架的底部踏杆截面长度对梯架结构的一阶模态频率影响亦是如此。另外,梯架结构的其他设计变量与梯架结构的一阶模态频率也成反比例关系,只是影响系数相对小些。路灯车梯架结构四节梯架的底部踏杆截面长度对整个梯架结构的低阶模态频率影响最大,踏杆截面宽度的减少也利于其低阶频率的增大。踏杆截面尺寸是梯架结构低阶模态频率敏感的灵敏部位所在,是下章提高梯架模态频率结构优化的首要考虑部位;两侧护栏及上弦杆截面尺寸的减小也利于梯架结构低阶模态频率的提高。对路灯车梯架结构进行模态分析,计算得到其前六阶模态频率及振型图,得出梯架结构具有较低的低阶模态频率、振型情况及共振疲劳区域位置所在。在模态分析的基础上,本章进一步对梯架结构进行模态灵敏度分析,得出梯架结构所有部位中对低阶模态频率和振型敏感的结构部位所在。
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