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题名绞磨机性能测试实验台龙门架结构优化及实验研究
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作者
蔡锦云
刘忠
赵宏旺
庞楠
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机构
桂林电子科技大学机电工程学院
广西特种工程装备与控制重点实验室
桂林航天工业学院广西高校特种工程装备设计与智能驱动技术实验室
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第11期2061-2072,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51765014)
广西自然科学基金资助项目(2024JJA160303)
某铁路输电工程科技攻关项目(007-HTSEDC-2023)。
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文摘
为确保绞磨机性能测试实验台测试过程中的安全性,保证龙门架的刚强度并提高材料利用率,以龙门架所受最大变形量、最大等效应力和质量为优化目标开展了结构优化设计研究,提出了一种基于参数化有限元模型的试验设计—响应面代理模型—遗传算法优化相结合的结构优化设计方法。首先,基于龙门架的三维参数化模型及受力分析情况,建立了有限元分析模型,得到了龙门架所受最大等效应力和最大变形量;然后,利用中心复合设计(CCD)法进行了试验设计分析,并建立了基于克里金(Kriging)法拟合的响应面模型;最后,结合了多目标遗传算法寻求出结构参数的Pareto优化解集,对优化解集调整并开展了有限元分析验证。研究结果表明:优化后的龙门架所受最大变形量和最大等效应力与优化前相比分别降低了49.6%和36.4%,极大提高了龙门架的刚度和强度;且通过开展绞磨机逐级递增牵引性能测试及应力测试,进一步验证了龙门架的可靠性及结构优化设计方法的可行性。该研究结果可为同类工程设备结构优化设计提供一定的技术指导。
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关键词
绞磨机龙门架
龙门架刚度和强度
克里金响应面
结构优化设计
最大等效应力
最大变形量
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Keywords
winch mill gantry
stiffness and strength of gantry
Kriging response surface
structural optimized design
maximum equivalent stress
maximum deformation amount
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分类号
TH21
[机械工程—机械制造及自动化]
TM75
[电气工程—电力系统及自动化]
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