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地坑式架车机稳健优化设计

机械设计与制造 2018年第7期 161-164页

作者：程兵于兰峰符康吴永明西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对传统优化设计忽视不确定因素对产品性能和质量的影响,将近似模型技术、蒙特卡洛模拟法、可靠性分析和6σ质量设计相结合,对地坑式架车机进行6σ稳健优化设计。分析结果表明,与传统确定性优化相比,该方法不仅能使地坑式架车机的结构... 详细信息

针对传统优化设计忽视不确定因素对产品性能和质量的影响,将近似模型技术、蒙特卡洛模拟法、可靠性分析和6σ质量设计相结合,对地坑式架车机进行6σ稳健优化设计。分析结果表明,与传统确定性优化相比,该方法不仅能使地坑式架车机的结构自重降低16.79%,而且降低了优化结果对优化参数波动的敏感性,同时大幅提高了各参数的σ水平和可靠度,因此极大地提高了架车机的可靠性和稳健性,为地坑式架车机的设计及优化提供理论指导,具有较高的工程实际应用价值。

关键词：地坑式架车机蒙特卡洛抽样响应面法近似模型多岛遗传算法 6σ稳健优化

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地坑式架车机结构性能及轻量化研究

地坑式架车机结构性能及轻量化研究

作者：程兵西南交通大学

学位级别：硕士

地坑式架车机是动车组检修过程中必不可少的大型关键设备。其整机结构相当复杂,而当前国内厂家对架车机的设计制造主要依赖于经验,且未形成统一的设计规范,在设计时各尺寸参数留有较大的余量,因此有必要对地坑式架车机进行轻量化研究。... 详细信息

地坑式架车机是动车组检修过程中必不可少的大型关键设备。其整机结构相当复杂,而当前国内厂家对架车机的设计制造主要依赖于经验,且未形成统一的设计规范,在设计时各尺寸参数留有较大的余量,因此有必要对地坑式架车机进行轻量化研究。而目前的研究工作大多集中在结构设计和维护以及同步控制上,力学研究领域涉及较少,因此,本文将对架车机结构进行力学性能分析,并进一步对其进行轻量化研究。本文以某研究所研制的地坑式架车机为研究对象,经过结构简化处理后,通过ANSYS建立该架车机的参数化模型,对其进行静力学分析,并对其强度和刚度进行校核。结果表明地坑式架车机的强度与静刚度都满足要求,且有较大的富余量。由于托头结构的接触部位为受力集中区域,为探究接触部位受力的真实情况,对托头结构进行非线性接触分析,并研究利用节点自由度耦合方法代替接触分析的可行性。结果表明:对于滑块与滑轨的接触,当存在相对滑动时,耦合模型近似于较大摩擦系数下的接触分析;当不存在相对滑动时,两种模型的计算结果相差不大。采用基于接触对的接触分析更接近于实际,计算结果更趋近于精确解,但建模过程较复杂,且计算成本较高。因此,对于精度要求不太高的计算,可以近似采用节点耦合方式代替。传统的地坑式架车机设计方法通常偏向保守,为了有效发挥材料的承载性能,将优化技术与响应面近似模型技术结合在一起,对地坑式架车机进行基于响应面法的轻量化研究。该方法基于有限元分析软件ANSYS与多学科优化软件ISIGHT,利用最优拉丁超立方试验设计方法对设计变量进行灵敏度分析,筛选出对系统响应影响较大的参数,并构建响应面近似模型,通过多岛遗传算法对近似模型进行优化。结果表明,该方法不仅能极大提高优化效率,还能使架车机的结构自重降低20.64%,实现了轻量化的目的,并能有效降低产品成本。由于产品质量与性能会受到某些不确定因素的影响,确定性优化结果往往具有较低的可靠性和鲁棒性,因此本文将近似模型技术、蒙特卡洛模拟法、可靠性分析和6σ质量设计相结合,对地坑式架车机进行6σ稳健优化设计。结果表明,与传统确定性优化相比,该方法不仅能使地坑式架车机的结构自重降低16.79%,而且降低了优化结果对优化参数波动的敏感性,同时大幅提高了各参数的σ水平和可靠度,因此极大地提高了架车机的可靠性和稳健性,为地坑式架车机的设计及优化提供理论指导,对工程实际有很好的应用价值。

关键词：地坑式架车机接触分析轻量化设计响应面法稳健性优化

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基于响应面法的地坑式架车机轻量化研究

工程设计学报 2016年第6期23卷 606-611页

作者：程兵于兰峰吴永明符康西南交通大学机械工程学院四川成都610031

传统架车机设计方法往往趋于保守,为了充分发挥地坑式架车机材料的承载性能,将响应面近似模型法与优化技术相结合,提出一种以地坑式架车机结构自重为优化目标的优化方法.该方法基于多学科优化软件ISIGHT和ANSYS,通过最优拉丁超立方试验... 详细信息

传统架车机设计方法往往趋于保守,为了充分发挥地坑式架车机材料的承载性能,将响应面近似模型法与优化技术相结合,提出一种以地坑式架车机结构自重为优化目标的优化方法.该方法基于多学科优化软件ISIGHT和ANSYS,通过最优拉丁超立方试验设计方法分析设计变量对响应的灵敏度,获得最终设计变量,并建立响应面近似模型,利用多岛遗传算法对近似模型进行优化.结果表明,该方法能极大提高优化效率,同时使地坑式架车机结构自重降低20.64%,轻量化效果显著.研究结果可为地坑式架车机的设计提供理论指导.

关键词：地坑式架车机近似模型最优拉丁超立方设计多岛遗传算法

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地坑式架车机常见故障及维修保养

装备制造技术 2014年第5期 275-276页

作者：甘露武汉铁路局武汉大功率机车检修段湖北武汉430070

由于机车检修的结构特点,采用地坑式架车机进行机务机车检修作业,分析了地坑式架车机的设计原理,总结了大功率机车检修段地坑式架车机常见故障和日常的维护保养经验,国内机车检修中架车机的使用和维护提供了参考。

关键词：地坑式架车机大功率机车车辆转向架

整列地坑式架车机在我国高速列车检修中的运用

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机车电传动 2012年第2期 31-33页

作者：丁辉邢晓东青岛四方车辆研究所有限公司工程装备事业部山东青岛266031

对CRH型动车组地坑式架车机结构组成、技术参数、技术特点、工作原理等进行了简要介绍,指出动车检修基地通过整列弯臂地坑式架车机的创新运用,极大地提高了动车组的检修作业效率。

关键词： CRH型动车组地坑式架车机转向架举升车体举升检修

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基于有限元法的动车组地坑式架车机结构分析

铁道车辆 2012年第4期50卷 33-35,6页

作者：王为韩激扬邢晓东中国北车股份有限公司新产业事业部北京100038 中国南车股份有限公司北京100039 青岛四方车辆研究所有限公司工程装备事业部山东青岛266031

对动车组地坑式架车机车体举升装置结构系统各主要承载构件进行了有限元分析,得到各构件的应力分布云图及整机变形情况,计算结果与试验结果表明各构件的强度、刚度均满足设计要求。

关键词：地坑式架车机车体举升装置有限元法强度刚度

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高速动车组的新颖地坑式架车机

铁道机车车辆 2010年第4期30卷 72-76,104页

作者：黎英豪刘广丹喻贵忠吕安庶李彦林魏志刚谢让皋北京铁道工程机电技术研究所北京100070 北京交通大学北京100044

简述高速动车组的结构特点、检修方式和我国动车段的兼容要求。详细介绍自主研发的DDT型地坑式架车机的设计思想、技术创新和新颖结构,重点说明解决地坑式架车机通用性的关键技术要点和安全保护措施,对地铁车组架车机的设计具有指导意义。

关键词：地坑式架车机动车组车体转向架高速铁路

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CRH动车组地坑式架车机的研究与设计

电力机车与城轨车辆 2011年第2期34卷 19-21页

作者：丁辉王明海青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266031

对地坑式架车机在我国动车检修基地的必要性,以及国内外地坑式架车机的现状进行了简述,并重点对我国CRH动车检修基地兼容型地坑式架车机设计方法进行了介绍。

关键词：动车组地坑式架车机必要性设计

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轨道交通车组检修用新型地坑式架车机

现代城市轨道交通 2010年第5期 5-8页

作者：张树申刘广丹喻贵忠黎莎谢让皋石家庄电力机务段河北石家庄050091

随着我国轨道交通的蓬勃发展和固定编组车辆的大量运行,研制整列车辆检修专用的地坑式架车机已是当务之急。以铁路动车组为例,介绍轨道交通动车组的结构特点、检修模式和检修方法。自主发明的DDT-I型地坑式架车机,具有创新技术,解决了... 详细信息

随着我国轨道交通的蓬勃发展和固定编组车辆的大量运行,研制整列车辆检修专用的地坑式架车机已是当务之急。以铁路动车组为例,介绍轨道交通动车组的结构特点、检修模式和检修方法。自主发明的DDT-I型地坑式架车机,具有创新技术,解决了国内外地坑式架车机通用性的难题,其设计原理具有普遍意义,完全适用于城市轨道交通动车组的检修要求。

关键词：轨道交通动车组检修地坑式架车机通用性