Разработка методики оптимизации кузовов вагонов с учетом ограничений по устойчивости несущих элементов

• Автор: Милакова, Анжела Алексеевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 160 с.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1.1. Обзор опубликованных работ по оптимизации кузовов вагонов

1.2. Обзор существующих направлений анализа устойчивости

несущих элементов кузовов вагонов.

1.3. Задачи исследований и принятые ограничения.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПТИМИЗАЦИИ КУЗОВОВ ВАГОНОВ С УЧЕТОМ УСТОЙЧИВОСТИ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Методика оптимизации с учетом прочности и устойчивости

2.2. Анализ форм потери устойчивости обшивки кузовов вагонов

2.3. Анализ устойчивости гофрированной обшивки кузова вагона с учетом начальной технологической изогнутости

2.4. Математическая модель кузова вагона для анализа устойчивости

и прочности несущих элементов.

2.4.1. Моделирование обшивки с учетом начальных несовершенств.
2.4.2. Моделирование стержней, ориентированных в пространстве произвольным образом.
2.5. Алгоритм оптимизации параметров несущих элементов с учетом прочности и устойчивости
3. РАЗРАБОТКА РОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КУЗОВОВ
ВАГОНОВ С УЧЕТОМ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ.
3.1. Программа оптимизации с учетом устойчивости несущих
элементов.
3.2. Описание общего программного комплекса оптимизации с
учетом устойчивости и прочности.
3.3. Процедура использования программного комплекса в процессе оптимального проектирования.
4. ПРОВЕРКА РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И
ПРОГРАММ ЮГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
4.1. Проверка разработанной математической модели кузова вагона сопоставление с результатами натурного эксперимента.
4.2. ровсрка алгоритма оптимизации с учетом устойчивости и программного комплекса на тестовых примерах
4.3. Анализ результатов и выводы
5. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУЗОВА РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ВАГОНА
5.1. Описание объекта.
5.2. Результаты оптимизации.
5.3. Анализ результатов, выводы и рекомендации
5.4. Экономический эффект от оптимизации
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ КУЗОВА ВАГОНА
6.1. Анализ влияния величины начальной технологической изогнутости обшивки
6.2. Выводы и рекомендации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, ВЫВОДЫ И
РЕКОМЕНДАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


П. Лозбинева построен вариант метода оптимизации, основанный на синтезе градиентного метода и метода штрафных функций. С помощью штрафной функции исходная задача условной минимизации приводится к задаче безусловной минимизации. К0еслиРкРкРпНп, где т1п минимальное по конструктивным ограничениям значение площади поперечного сечения го элемента и число элементов. Для определения минимума функции цели в указанной работе предложено использовать градиентный метод. ЛР а
где число элементов кузова, для которых К 1 x приращение максимальных напряжений в м элементе при увеличении площади поперечного сечения одного i элемента на . В диссертационной работе С. В. Сорокиной также используется метод штрафных функций для приведения исходной задачи условной минимизации к задаче безусловной минимизации. Таким образом, если vx0, то сечение недонапряжено, а если ,vx0 перенапряжено. Новые размеры сечений элементы вектора X подбираются из условия iV. Это составляет внутренний цикл оптимизации. При этом используется допущение о неизменности интегральных характеристик внутренних усилий в сечениях стержневых элементов при формировании новых размеров сечений. Для внутреннего цикла используется алгоритм нелинейного программирования, где новое приближение для вектора X определяется по общей формуле 1. Вектор к в формуле 1. Всем размерам сечения придаются поочередно приращения X так, чтобы площадь сечения изменялась на одну и ту же величину. Определяя приращения максимальных напряжений, можно установить те размеры вектора X, изменение которых дает наибольшее уменьшение площади сечения.