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基于元模型和自适应算法的卷状货物运输托盘多目标优化
被引量：
2
1
作者
潘帅
袁舜
+1 位作者
王振东
王戍培
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3540-3551,共12页
铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验,通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而,这种设计方法过于依赖个人经验,设计效率低,试验资源浪费严重,难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题,引入元模型和自...
铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验,通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而,这种设计方法过于依赖个人经验,设计效率低,试验资源浪费严重,难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题,引入元模型和自适应多目标优化算法对运输托盘进行设计、改进。建立托盘三维模型,制定装载加固方案,进行静载、冲撞工况仿真分析;对托盘进行强度试验(静载、冲击试验),检验仿真分析可靠性;采用SolidWorks和Ansys协同仿真技术,搭建参数驱动化CAE仿真环境;提出基于最大最小距离准则和ESP诱导协同优化的最优拉丁超立方取样方法,创建高维参数空间矩阵;以各工况许用应力、变形阈值为约束,建立多目标优化数学模型;比较不同元模型精度,选择GWO-BP神经网络,搭载自适应第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)获得最佳参数组合,实现托盘轻量化、不同工况应力最小化。研究结果表明:以铁路RTKD款卷状货物运输托盘为例,进行多目标优化设计,发现托盘仿真分析与实际试验值误差均少于11%,仿真应力分布趋势与实测基本吻合;优化后,托盘质量减少27.97 kg,2种工况最大应力分别减少23.01 MPa和37.21 MPa,符合铁路货物安全运输需求。研究结果为同类型运输托盘的设计、改进提供了工程参考,对铁路卷状货物运输发展有重要促进作用。
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关键词
铁路卷状货物运输托盘
有限元
静载试验
冲击试验
元模型
A-NSGA-Ⅲ
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职称材料
题名
基于元模型和自适应算法的卷状货物运输托盘多目标优化
被引量：
2
1
作者
潘帅
袁舜
王振东
王戍培
机构
北京交通大学交通运输学院
兰州交通大学铁路货物装载加固研究与咨询中心
中国铁道科学研究院集团有限公司
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3540-3551,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(71761023)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2020X015)
甘肃省教育厅“双一流”科研重点项目(GSSYLXM-04)。
文摘
铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验,通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而,这种设计方法过于依赖个人经验,设计效率低,试验资源浪费严重,难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题,引入元模型和自适应多目标优化算法对运输托盘进行设计、改进。建立托盘三维模型,制定装载加固方案,进行静载、冲撞工况仿真分析;对托盘进行强度试验(静载、冲击试验),检验仿真分析可靠性;采用SolidWorks和Ansys协同仿真技术,搭建参数驱动化CAE仿真环境;提出基于最大最小距离准则和ESP诱导协同优化的最优拉丁超立方取样方法,创建高维参数空间矩阵;以各工况许用应力、变形阈值为约束,建立多目标优化数学模型;比较不同元模型精度,选择GWO-BP神经网络,搭载自适应第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)获得最佳参数组合,实现托盘轻量化、不同工况应力最小化。研究结果表明:以铁路RTKD款卷状货物运输托盘为例,进行多目标优化设计,发现托盘仿真分析与实际试验值误差均少于11%,仿真应力分布趋势与实测基本吻合;优化后,托盘质量减少27.97 kg,2种工况最大应力分别减少23.01 MPa和37.21 MPa,符合铁路货物安全运输需求。研究结果为同类型运输托盘的设计、改进提供了工程参考,对铁路卷状货物运输发展有重要促进作用。
关键词
铁路卷状货物运输托盘
有限元
静载试验
冲击试验
元模型
A-NSGA-Ⅲ
Keywords
railway rolled goods transport pallet
finite element analysis
static load test
impact test
meta-models
A-NSGA-Ⅲ
分类号
U270.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
基于元模型和自适应算法的卷状货物运输托盘多目标优化
潘帅
袁舜
王振东
王戍培
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
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参考文献
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