城際高速列車(chē)斷面優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、實(shí)際工程優(yōu)化問(wèn)題通常涉及多個(gè)目標(biāo)。本文結(jié)合實(shí)際的工程項(xiàng)目，以CRH3X動(dòng)車(chē)組中間車(chē)車(chē)體為研究對(duì)象，首先對(duì)其強(qiáng)度、剛度以及空車(chē)和整備狀態(tài)下的自由模態(tài)進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果，選擇提取車(chē)體剛度及模態(tài)的計(jì)算文件，通過(guò)近似模型的方式探索了車(chē)體斷面優(yōu)化的方法。主要完成了以下幾方面的工作:
　　1.建立有限元模型。首先簡(jiǎn)要介紹車(chē)體結(jié)構(gòu)，對(duì)復(fù)雜的車(chē)體模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，并通過(guò)HyperMesh建立了車(chē)體有限元模型;
　　2.車(chē)體結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)指

2、標(biāo)分析。依據(jù)EN12663:2000的相關(guān)要求，對(duì)車(chē)體的9種主要工況下的強(qiáng)度進(jìn)行分析，以及空車(chē)和整備狀態(tài)下的自由模態(tài)分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了校核。總結(jié)了車(chē)體的應(yīng)力位移分布情況，為后續(xù)分析提供了參考;
　　3.車(chē)體優(yōu)化近似模型的建立?；诙鄬W(xué)科參數(shù)優(yōu)化平臺(tái)Isight，首先采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法計(jì)算樣本，以底架上各部分型材厚度為設(shè)計(jì)因子，垂向彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度及模態(tài)等作為輸出響應(yīng)，在樣本計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面方法建立高精度的近似模型;<

3、br>　　4.斷面結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在近似模型的基礎(chǔ)上，選用非支配遺傳算法NSGA-Ⅱ?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化，得到了多目標(biāo)的Pareto最優(yōu)解集，在該解集中選擇了三種優(yōu)化方案對(duì)其進(jìn)行分析，與原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，部分方案在質(zhì)量降低的情況下垂向彎曲剛度得到了提高，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo);
　　5.車(chē)體斷面的形狀優(yōu)化。通過(guò)Sculptor實(shí)現(xiàn)了底架斷面上筋板角度的改變，并利用Isight集成Sculptor和Ansys進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明網(wǎng)格變形技術(shù)