基于MATLAB的导向轮结构参数优化设计

作     者：王鸿鼎 秦甘霖 刘洪 王强强 

作者机构：兰州交通大学机电工程学院 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2024年第9期

页      面：21-26页

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52361023) 甘肃省自然科学基金项目(1606RJZA013) 兰州交通大学2020年教改项目(JGZ202016) 

主　　题：导向轮 结构优化 寻优算法 MATLAB Workbench 

摘      要：基于TVR型双轮缘单轮导向系统，研究以质量轻为目标的导向轮在直线和曲线两种工况下均满足强度要求的最优结构。以导向轮的质量轻为优化目标建立目标函数，以其强度及刚度充足作为约束条件来建立数学模型。在MATLAB软件中编写代码并采用SQP和Interior Point算法对所建立的数学模型进行求解。将不同寻优算法得到的导向轮结构参数建立有限元分析模型，并在有限元分析软件Workbench中进行所述工况下的静力学仿真。结果表明，应用Interior Point求解得到的优化参数的导向轮刚度及强度均满足要求，验证了所选取的结构优化参数对导向轮的结构优化是有效的，达到了导向轮轻量化的设计要求。