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千斤顶作为一种传统顶举重物的工具,在建筑、铁路、医疗、汽车维修等各
领域均得到广泛的应用。本文主要针对汽车用千斤顶的设计与制造技术进行了研
究。
本文首先综合分析了国内外汽车用千斤项的发展现状和结构特点,讨论了开
发新型汽车用千斤顶的意义。在综合分析比较各种现有汽车用千斤顶方案特点的
基础上,提出了电动手动快速切换千斤顶的设计方案。设计过程中,采用遗传算
法来对汽车千斤顶进行优化设计,并对千斤顶的各项设计参数进行了优化计算。
本文主要完成了以下工作:
对选定的汽车用千斤项方案进行了概念设计和详细设计,同时用面向对象语
言VisualC++开发了基于遗传算法的千斤项优化计算程序。该软件可以支持千斤
顶举臂和齿轮传动系统目标方程的优化计算。在软件开发过程中,充分考虑到程
序的可移植性、可扩展性,同时考虑到界面的简单性和友好性,不仅内嵌了优化
案例以供使用者参考,还将优化结果采用两种形式输出:数据统计图和连续曲线
图。
本文还完成了课题研究所需的建模工作,使用三维软件对新型千斤项主要零
部件及系统建立了三维几何模型,同时也建立了适用于优化计算的数学模型。
为了验证所开发优化程序的可行性和实用性,本文还使用Matlab优化工具
箱对所建模型进行优化计算,并对两种计算方法得到的结果进行了比较。结果证
明遗传算法优化计算程序能更有效地满足物体的优化设计要求,具有一定的研究
意义和实际应用价值。
最后,根据优化设计结果制作了新型汽车用千斤项,应用结果表明该新型千
斤顶与现有同类产品比较,降低了生产成本,改善了性能指标。优化后的新型千
斤顶在满足性能强度要求的前提下,单台可节省材料约220克。据国家统计局统
计信息显示,我国个人汽车保有量1999年已达534万辆,2002年国内轿车年产
销量均突破100万辆,2003年有继续增长的趋势。我国汽配企业不仅供应国内
市场的需求,每年还生产出口约500万台汽车用千斤顶到世界各国。考虑到每年
我国生产制造的汽车用千斤项产量巨大,若能采用本文提出的方法设计制造该产
品,则可大量节约材料成本,其经济效益十分可观。同时,优化后的产品在降低
生产成本的前提下,其可靠性和稳定性方面也有了一定的提高。
关键词: 汽车用千斤项;优化设计;遗传算法
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