整体式转向梯形机构优化设计

前言

汽车工业发展的关键是汽车设计的更新和提高。近几年来，随着用户对产品需求的日益多样化，汽车产品开发竞争也越来越激烈，特别是随着以计算机为代表的信息技术的出现。汽车设计方法有了新的飞跃，设计过程彻底改变，并进入一个新的阶段——计算机辅助设计阶段，计算机辅助设计可以明显提高设计效率，降低设计成本，使得设计周期大大缩短。目前，世界上发达国家的不少汽车公司已经大量采用计算机技术对汽车进行辅助设计，设计质量和设计效益有了很大的提高，加快了产品更新换代，提高了产品的竞争力，并正朝着智能型计算机辅助设计发展。而我国汽车设计长期处于传统的低效的手工设计阶段，尽管近今年来我国汽车工业发展迅速，前后引进了许多国家的先进技术和产品，形成了批量生产汽车的能力。但是在汽车设计方面，尤其是在汽车的优化设计方面还与国外存在着相当大的差距。

利用计算机进行最优化设计，是在六十年代才发展起来的一门新技术。国内在近几年才开始从事这方面的研究与应用。值得注意的是，虽然在汽车设计中采用最优化技术的历史时间很短，但其进展的速度确实十分惊人的。无论在机构综合，通用机械零部件设计方面，还是在各种专业机械和工艺装备的设计方面都由于采用了最优化技术而取得了显著成果。发展速度如此迅猛的原因

前言

汽车工业发展的关键是汽车设计的更新和提高。近几年来，随着用户对产品需求的日益多样化，汽车产品开发竞争也越来越激烈，特别是随着以计算机为代表的信息技术的出现。汽车设计方法有了新的飞跃，设计过程彻底改变，并进入一个新的阶段——计算机辅助设计阶段，计算机辅助设计可以明显提高设计效率，降低设计成本，使得设计周期大大缩短。目前，世界上发达国家的不少汽车公司已经大量采用计算机技术对汽车进行辅助设计，设计质量和设计效益有了很大的提高，加快了产品更新换代，提高了产品的竞争力，并正朝着智能型计算机辅助设计发展。而我国汽车设计长期处于传统的低效的手工设计阶段，尽管近今年来我国汽车工业发展迅速，前后引进了许多国家的先进技术和产品，形成了批量生产汽车的能力。但是在汽车设计方面，尤其是在汽车的优化设计方面还与国外存在着相当大的差距。

利用计算机进行最优化设计，是在六十年代才发展起来的一门新技术。国内在近几年才开始从事这方面的研究与应用。值得注意的是，虽然在汽车设计中采用最优化技术的历史时间很短，但其进展的速度确实十分惊人的。无论在机构综合，通用机械零部件设计方面，还是在各种专业机械和工艺装备的设计方面都由于采用了最优化技术而取得了显著成果。发展速度如此迅猛的原因

在用多目标连续体拓扑优化方法设计整体式柔性机构时,将材料弹性模量和外载荷视为随机变量,因而作为目标函数的机构应变能和交互势能亦为随机变量.采用一次二阶矩可靠性理论中的Hasofer-Lind和Rackwitz-Fiessler方法,推导了应变能与交互势能双模式串联时的系统失效概率的迭代计算公式,建立了一个整体式柔性机构多目标可靠性拓扑优化设计对偶数学模型,采用序列凸规划理论中的

维普资讯

20 0 7年 1 O月第3 4卷第 5期

西安电子科技大学学报 (自然科学版 )J0UR NAL 0F X I AN UNI DI VERSI TY

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整体式柔性机构的多目标可靠性拓扑优化设计崔明涛，陈建军，陈永琴，宋宗凤(安电子科技大学机电工程学院，西西安 7 0 7 )西陕 1 0 1

摘要：在用多目标连续体拓扑优化方法设计整体式柔性机构时，材料弹性模量和外载荷视为随机变将 量，因而作为目标函数的机构应变能和交互势能亦为随机变量 .用一次二阶矩可靠性理论中的采 Haoe- id和 R cwi- i se方法，导了应变能与交互势能双模式串联时的系统失效概率的迭 sfr n L ak t Fe l z s

7.转向梯形结构设计图形 (13)

8.结论 (15)

转向梯形机构优化设计方案

一、转向梯形机构概述

转向梯形机构用来保证汽车转弯行驶时所有车轮能绕一个瞬时转向中心，在不同的圆周上做无滑动的纯滚动。设计转向梯形的主要任务之一是确定转向梯型的最佳参数和进行强度计算。一般转向梯形机构布置在前轴之后，但当发动机位置很低或前轴驱动时，也有位于前轴之前的。转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种

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方案，必须正确选择转向梯形参数，做到汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上运动的车轮，作无滑动的纯滚动运动。同时，为达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。

二、整体式转向梯形结构方案分析

图5.1 整体式转向梯形

1—转向横拉杆2—转向梯形臂3—前轴

整体式转向梯形是由转向横拉杆1，转向梯形臂2和汽车前轴3组成，如图5.1所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。

当汽车前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。

1.3.7 整体式双向板肋梁楼盖设计例题

1．设计资料

某厂房双向板肋粱楼盖的结构布置如图1.3.19所示，板厚选用100mm，20mm厚水泥砂浆面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活荷载标准值

q?5.0kN/m2，混凝土为C20（fc?9.6N/mm2），钢筋为HPB300级（fy?270N/mm2），支承粱截面尺寸b?h?200mm?500mm。

图1.3.19 结构平面布置图

2.荷载计算

（原理P47，恒荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.3） 20mm厚水泥砂浆面积 0.02m?20kN/m3?0.40kN/m2 15mm厚水泥砂浆天棚抹灰 0.015m?17kN/m3?0.26kN/m2 板自重 0.10m?25kN/m3?2.50kN/m2 恒荷载标准值 ?3.16 kN/m2 恒荷载设计值 g=3.16kN/m2?1.2?3.8kN/m2 活荷载设计值

武易高速公路TJ1合同段百花山隧道边沟、电缆槽采用组合定型钢模板整体浇筑施工

一、工程概况及施工方案

1.工程概况

武易高速公路TJ1合同段百花山隧道左幅起止桩号为ZK11 + 180-

ZK12+80Q 全长1620m,右幅起止桩号为YK11 + 170- YK12+760全长1590m隧道于2015年12月开始施工，隧道洞内电缆槽、排水边沟纵坡与路线纵坡相同，侧壁、底板采用C35混凝土现浇，盖板采用C35混凝土预制、安装。结构断面及尺寸大样图如下：

电彗、萍水沟布畫斷面

1:100

2.施工方案

经项目部多次研究和充分讨论，为提高洞内边沟、电缆沟槽施工 进度及有效保证施工质量，最终决定采用整体式组合定型钢模板整体

浇筑施工。现场施工图如下：

_ _____ __ —

—

组合定型钢模板:

组合定型钢模板为一种隧道边沟电缆槽整体浇筑用模板，包括定位横梁以及上端与定位横梁另一端固定的边模，还包含上端与定位横梁固定、且横截面为U形的模腔，该模腔由两L形模板相互对接而构成，对接面为斜切面，并通过第一螺栓连接，定位横梁上开有长条形螺栓孔，边模上端及L形模板上端通过第二螺栓、长条形螺栓孔与定位横梁固定。

模板设计巧妙，便于安装拆除，而且可以一次浇筑，减少了测量放样、模板安

1.3.7 整体式双向板肋梁楼盖设计例题

1．设计资料

某厂房双向板肋粱楼盖的结构布置如图1.3.19所示，板厚选用100mm，20mm厚水泥砂浆面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活荷载标准值

q?5.0kN/m2，混凝土为C20（fc?9.6N/mm2），钢筋为HPB300级（fy?270N/mm2），支承粱截面尺寸b?h?200mm?500mm。

图1.3.19 结构平面布置图

2.荷载计算

（原理P47，恒荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.3） 20mm厚水泥砂浆面积 0.02m?20kN/m3?0.40kN/m2 15mm厚水泥砂浆天棚抹灰 0.015m?17kN/m3?0.26kN/m2 板自重 0.10m?25kN/m3?2.50kN/m2 恒荷载标准值 ?3.16 kN/m2 恒荷载设计值 g=3.16kN/m2?1.2?3.8kN/m2 活荷载设计值

课程设计计算书 (土木工程专业)

题目：整体式单向板楼盖结构课程设计 课程：混凝土结构设计 班级： 姓名： 学号：

温州大学瓯江学院建筑与土木工程系

瓯江学院土木工程专业《混凝土结构设计》课程设计

设计资料

1.1结构形式

某三层工业厂房,采用框架结构承重体系。钢筋混凝土柱截面尺寸为边柱400mm ×400mm， 中柱500X500（所有柱子均为居中布置）。楼盖为现浇钢筋混凝土肋梁楼盖，其平面图如图所示（图示范围内不考虑楼梯间）。

1.2 楼面构造做法

20mm厚的水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，板底15mm厚石灰砂浆粉刷层。

1.3荷载

永久荷载：包括梁、板及构造层自重。钢筋混凝土容重25kN/m3，水泥砂浆容重 20 kN/m3，石灰砂浆容重17 kN/m3。，分项系数为1.2

可变荷载：楼面均布活荷载标准值为5.0kN/m2，分项系数1.3。

1.4 材料

（1）混凝土：采用 C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）

（2）钢筋：所有主梁，次梁，楼板受力筋均为HRB400级钢筋（包括主，次梁内箍筋）

1.5 结构的环境类别为一类。

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瓯江学院土木工程专业《混凝土结构设计》课程设计

板的计算

板可以按塑性内力的重分

1.3.7 整体式双向板肋梁楼盖设计例题

1．设计资料

某厂房双向板肋粱楼盖的结构布置如图1.3.19所示，板厚选用100mm ，20mm 厚水泥砂浆面层，15mm 厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活荷载标准值2 5.0kN/m q =，混凝土为C20（2c 9.6N/mm f =），钢筋为HPB300级（2y 270N/mm f =），支承粱截面尺寸200mm 500mm b h ?=?。

图1.3.19 结构平面布置图

2.荷载计算

（原理P47，恒荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.3）

20mm 厚水泥砂浆面积 320.02m 20kN/m 0.40kN/m ?=

15mm 厚水泥砂浆天棚抹灰 320.015m 17kN/m 0.26kN/m ?=

板自重 320.10m 25kN/m 2.50kN/m ?=

恒荷载标准值 23.16 kN/m =

恒荷载设计值 22 g=3.16kN/m

钢筋混凝土结构课程设计任务书

一. 内容

钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖

二.设计资料

某多层工业建筑楼盖平面如下图采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖

1.楼层平面如图所示，墙体厚度370mm,结构横向长L1=18m，结构纵向长L2=30m,板搁置长度：120mm,次梁搁置长度：240mm, 主梁搁置长度：240mm,楼梯位于该层平面的外部，不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。 2.该建筑位于非地震区。 3.建筑物安全级别为二级。 4.结构环境类别一类。 5.建筑材料等级:

梁，板C20混凝土。

钢 筋：板中钢筋，梁中箍筋，构造钢筋HRB235级，梁中受力钢筋HRB335级。 6.荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m3,

楼面面层为水磨石，自重为0.65kN/m2,

梁板天花为混合砂浆抹灰15mm，重力密度为17kN/m3, 楼面活荷载标准值2.5kN/m2。 7.结构平面布置及初估尺寸：

板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm，主梁的支承长度为240mm。 板厚：h=80mm

次梁：高h=500mm，宽b=20