【正文】 的成本，另一方面，由于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的 增加必然降低整車(chē)庫(kù)的可靠性 。這樣固定停車(chē)位就不需要?jiǎng)恿υ?，除升降電梯的?dòng)力源之外，只有旋轉(zhuǎn)和橫移兩個(gè)動(dòng)力源，它們都安裝在升降吊籠中，而且運(yùn)動(dòng)部件也大為減少。 橫移叉梳和固定叉梳結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 橫移叉梳的結(jié)構(gòu)如圖 3所示，橫移導(dǎo)軌 1在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的固定導(dǎo)軌槽內(nèi)作橫移運(yùn)動(dòng)，其長(zhǎng)度為 2400mm，在叉梳橫移 2021 mm后，仍有 400 mm的長(zhǎng)度與固定導(dǎo)軌槽配合，以提供足夠的平衡力，使橫移運(yùn)動(dòng)安全平穩(wěn)地完成。由于車(chē)輛的存取是通過(guò)橫移叉梳與固定叉梳的相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此在叉梳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須能使橫移叉梳與固定叉梳能夠?qū)崿F(xiàn)相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，而且橫移叉梳在存取車(chē)時(shí)的上下運(yùn)動(dòng)空間要充足。 已知車(chē)庫(kù)存放車(chē)輛的最大重量為 1600kg， 假設(shè)車(chē)輛的前后載荷分配為 6： 4， 則前輪所在的梳叉的受力較大，前輪的重量由兩個(gè)梳叉承擔(dān)，每根梳叉的受力情況見(jiàn)圖 6， 整個(gè)梳叉為典型的懸臂梁結(jié)構(gòu)，左右車(chē)輪對(duì)梳叉的壓力分別為 12F =F =2 4 0 9 .8 =2 3 5 2 N? ，左右車(chē)輪對(duì)梳 叉的壓力向左右車(chē)輪連線的中心 C簡(jiǎn)化，可以簡(jiǎn)化為 C點(diǎn)的合力 F=4704N， AC=1000mm。底部為車(chē)輛進(jìn)出車(chē)庫(kù)和車(chē)輛調(diào)頭之用，高度最大，為 。有限元分析的基礎(chǔ)就是彈性連續(xù)體的離散化，即把整個(gè)連續(xù)停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架分割成由限個(gè)單元組成的集合體。除考慮停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架自重和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的重量外，還考慮每個(gè)車(chē)位均受額定車(chē)輛載荷的作用情況。這樣，各桿件可承受軸向力、剪力和彎矩，在用有限元軟件進(jìn)行受力分析時(shí)，此種結(jié)構(gòu)屬于梁?jiǎn)卧纯臻g 6個(gè)自由度梁?jiǎn)卧M(jìn)行處理。 在各種工況載荷的作用下，鋼結(jié)構(gòu)骨架節(jié)點(diǎn)位移最大值見(jiàn)表 3。設(shè)計(jì)變量為 1 2 3 4 5 6 7[ , , , , , , ]TX x x x x x x x? 式中 15xx 一 第 15組梁?jiǎn)卧慕孛娣e， 67,xx 一 第 1. 2組桿單元的截面積 。 (2) 固定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì) 把停車(chē)位設(shè)計(jì)成叉梳結(jié)構(gòu)，可以說(shuō)是一種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)配合橫移機(jī)構(gòu)的移動(dòng)叉梳可以有效的提高立體車(chē)庫(kù)存取車(chē)輛的效率，所以設(shè)計(jì)本身就是一種優(yōu)化。在導(dǎo)師 XXXX的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，本論文得以圓滿(mǎn)完成。XX同學(xué)，一起探討 C++編程。 聯(lián)系人：化蘇城 聯(lián)系電話： 18655562278 。XXX同學(xué)，在確定停車(chē)位結(jié)構(gòu)的時(shí)候給我提出了很多寶貴意見(jiàn) 。 致 謝 光陰似箭，四年的大學(xué)生活就要結(jié)束了。從表 1可以看出，應(yīng)用增廣乘子法得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案較原方案有很大改進(jìn)，可使結(jié)構(gòu)重量降低 30%左右。 工況 x向位移最大 值 /mm 節(jié)點(diǎn) y向位移最大 值 /mm 節(jié)點(diǎn) z向位移最大 值 /mm 節(jié)點(diǎn) 總位移最大 值 /mm 節(jié)點(diǎn) 1 136 95 146 146 2 116 95 146 146 3 136 95 146 146 4 136 95 146 146 表 3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立 停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu)由眾多構(gòu)件組成，為簡(jiǎn)化計(jì)算和減小構(gòu)件尺寸規(guī)格，將結(jié)構(gòu)分為7組單元，其中梁?jiǎn)卧?5組，桿 單元 2組，同一組單元截面積相等。 鋼結(jié)構(gòu)骨架的變形分析 根據(jù)計(jì)算，在工況 1的情況下，車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的變形很小 。 (3)整體結(jié)構(gòu)無(wú)初始變形和缺陷 ： (4)按可能是最危險(xiǎn)的 x， y以及對(duì)角線方向 3種工況計(jì)算風(fēng) 載荷 ： (5)地震載荷按與風(fēng)載作用方向一致的工況進(jìn)行計(jì)算。桿單元為單向拉壓?jiǎn)卧總€(gè)節(jié)點(diǎn)有 3個(gè)移動(dòng)自由度。 立體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的模型化 整個(gè)停車(chē)庫(kù)鋼結(jié) 構(gòu)骨架的實(shí)際問(wèn)題非常復(fù)雜，要建立它受力情況的基本方程很難，甚至就是不可能 。 立體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 立體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)承載框架 (見(jiàn)圖 8)與外表裝飾材料構(gòu)成停車(chē)庫(kù)主體。合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)一方面可以節(jié)約材料，另一方面又可以減輕車(chē)庫(kù)整體骨架結(jié)構(gòu)的載荷。 1．橫移導(dǎo)軌 停車(chē)位的固定叉梳的結(jié)構(gòu)與橫移叉梳正好相反，橫移叉梳的梳叉部分固定又梳就是空格，橫移叉梳的空格部分固定叉梳就是梳叉，而且橫移叉梳中間蓋花紋鋼板的部分固定叉梳是一個(gè)完全的大空格。 第三章 固定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì) 在立體車(chē)庫(kù)中要完成的主要任務(wù)就是如何在最短的時(shí)間內(nèi)安全地完成車(chē)輛的存取，而立體車(chē)庫(kù)中升降電梯的速度已定，因此設(shè)計(jì)一套合理而安全的存取機(jī)構(gòu)和一套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將成為本 車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。 考慮到既然旋轉(zhuǎn)臺(tái)是必須有的，為了減小車(chē)庫(kù)井道的寬度和降低橫移機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，把旋轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在升降吊籠上，移動(dòng)叉梳安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，它們之間通過(guò)軌道連接。 根據(jù)移動(dòng)叉梳的不同，叉梳式存取方式又有兩種 ： 一種是停車(chē)位叉梳作橫向移動(dòng)，而升降吊籠中的叉梳不作橫向移動(dòng) 。電梯的提升電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和控制柜放在一層。電梯升降式停車(chē)庫(kù)中車(chē)輛的存取方式又有以下幾種 ： 左右兩側(cè)存取方式、扇形存取方式、圓周存取方式等。電梯式停車(chē)庫(kù)可在地面上設(shè)置、半地下設(shè)置或地下設(shè)置，如停車(chē)泊位需 求較大時(shí)，此種車(chē)庫(kù)又可橫向或縱向拼接。 增廣乘子法的程序框圖見(jiàn)圖 1 第二章 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的研究 機(jī)械立體車(chē)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)形式 現(xiàn)有的機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)按照其機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方式的不同主要可分為 ： 循環(huán)式、電梯升降式和高架倉(cāng)儲(chǔ)式三種 00 , , 0r r k? ? ? ? 構(gòu)造增廣乘子函數(shù) ( , , )M x r? 求 m in ( , , )M x r? 111m a x[ 0 , ( ) ]kkj j jrg x??? ?? 122 ()kkp p prh x??? ?? ( 1 , 2 , , )jm? ??? ， ( 1, 2 , , )pl? ??? 開(kāi)始 滿(mǎn)足收斂條件 ? * kxx? 1kkrr?? ? 1kk?? 否 是 圖 1 循環(huán)式停車(chē)庫(kù) 循環(huán)式停車(chē)庫(kù)是水車(chē)原理、巨輪原理、連續(xù)鏈原理及傳送帶原理的結(jié)合，汽車(chē)放在托板上，以電機(jī)作為動(dòng)力源，用鏈條傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)所有車(chē) 位移動(dòng) 。再按式 (18)計(jì)算新的乘子向量 1 1 2( , ) [ ( ) ]k k kj j j j j jrg x z r g x z? ? ?? ? ? ? ? ? ( 1, 2, , )jm? ??? (114) 將 增 廣 乘子 函數(shù) 的 極小 化 和乘 子迭 代 交替 進(jìn) 行， 直 至 x ?、z和 分 別趨 近 于**x ?*、z 和 。 6)按式 (19)或式 (110)計(jì)算懲罰因子 1kr? ，再令 1kk?? ，轉(zhuǎn)步驟 2)。用式 (110)計(jì)算 1kr? 時(shí)，一般取 24?? ，以免因 r 增加太快，使乘子迭代不能充分發(fā)揮作用。從第二次迭代開(kāi)始，乘子向量按式 (18)校正。顯然，當(dāng) *k??? 時(shí)， * * *()xx?? 將是原問(wèn)題的約束最優(yōu)解。 由這一性質(zhì)可知，當(dāng)懲罰因子 r 取足夠大的定值，即 39。 前已述及，用拉格朗日乘子法求解約束優(yōu)化問(wèn)題往往失敗，而用懲罰函數(shù)法求解，又因要求r→∞而使計(jì)算效率低。在函數(shù) ( , )Lx?中， 12[]Tl? ? ? ?? ??? 稱(chēng)為拉格朗日乘子，也是變量，因此可以列出 ()nl? 個(gè)方程 0 ( 1 , 2 , , )0 ( 1 , 2 , , )ipL inxL pl??? ? ? ???? ??? ?? ? ? ???? ?? 聯(lián)立求解后 ， 可得 nl? 個(gè)變量 ： * * * *12[]Tnx x x x? ??? ， * * * *12[]n? ? ? ?? ??? 。應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的理論，根據(jù)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，可以選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，進(jìn)而可以選取或自行編制計(jì)算機(jī)程序，以計(jì)算機(jī)作為工具求得最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。 (6) 改善了市容環(huán)境。 (2)造價(jià)低，機(jī)械式停車(chē)設(shè)備每個(gè)車(chē)位投資約 212 萬(wàn)元，而建筑自行式停車(chē)庫(kù)每個(gè)車(chē)位造價(jià)約為 20 萬(wàn)元以上，而且可能造成庫(kù)內(nèi)污染運(yùn)送器是機(jī)械停車(chē)設(shè)備中裝載并運(yùn)送汽車(chē)的部件總稱(chēng)，包括托架、托板、臺(tái)車(chē)等。 基于以上情況，我選擇“立體車(chē)庫(kù)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”作為我的研究課題，符合現(xiàn)實(shí)需要，順應(yīng)當(dāng)今科技發(fā)展的潮流。相反，如果改為立體停放，特別是高層立體車(chē)庫(kù)，每輛車(chē)的占用面積將會(huì)大為降低，例如， 10 層高的電梯式立體車(chē)庫(kù)，每輛車(chē)的占用面積為 2m 左右，將會(huì)節(jié)省 %(即 ..l 萬(wàn)畝 )的土地，即使有 10%的轎車(chē)停放在立體車(chē)庫(kù)中，這在大城市的繁華地帶也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。一些大城市 (如北京、上海等 )的土地資源特別緊張，甚至要求買(mǎi)車(chē)者在購(gòu)車(chē)后必須再購(gòu)買(mǎi)到一個(gè)停車(chē)位才能辦理汽車(chē)牌照 。然而在買(mǎi)車(chē)成為一種時(shí)尚之后，停車(chē)卻愈來(lái)愈成為一大難題。目前的 500 萬(wàn)輛車(chē)將會(huì)占用 9600 萬(wàn) 2m (即 萬(wàn)畝 )的土地。 建造大量的立體車(chē)庫(kù)，需要大量的材料，如果我們對(duì)立體車(chē)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，就可以節(jié)省下來(lái)不少 的資源。 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)是利用機(jī)械設(shè)備提高單位面積停車(chē)數(shù)量的停車(chē)方式，分為運(yùn)送器和停車(chē)位兩部分。特別適合土地緊張的大城市和一般城市的繁華區(qū) 。 (5)增加了汽車(chē)的防盜性和防護(hù)性 。 數(shù)學(xué)模型一旦建立，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題就變成一個(gè)數(shù)學(xué)求解問(wèn)題。它是講具有等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 min ( ). . ( ) 0pfxs t h x???? 轉(zhuǎn)化成拉格朗日函數(shù) 1( , ) ( ) ( )l pppL x f x h x????? ? 用解析法求解上式，既令 ( , ) 0Lx???， 可求得函數(shù) ( , )Lx? 的極值。構(gòu)造外點(diǎn)懲罰函數(shù) 21( , ) ( ) [ ( ) ]2 l pprx f x h x????? ? (12) 當(dāng) r→∞時(shí)，對(duì)函數(shù) ( , )x??進(jìn)行序列極小化，可求得原問(wèn)題的極值點(diǎn) *x ，且 *( ) 0phx? ( 1, 2, , )pl? ??? 。rr? 的值總是正定的。若不停的改變 ? 值，并對(duì)每一個(gè) ? 求 min ( , )Mx? ，將得到極小點(diǎn)的點(diǎn)列： *()kx ? ( 1, 2, )k ? ??? 。也 就是說(shuō)，第一次迭代計(jì)算是用外點(diǎn)法進(jìn)行的。事實(shí)上，當(dāng) r 增加到一定值時(shí)， ? 已趨近于 *? ，從而增廣乘子函數(shù)的極值點(diǎn)也逼近原問(wèn)題的約束最優(yōu)點(diǎn)了。約束最優(yōu)解為 * kxx? ， *1k???? ；否則轉(zhuǎn)下步。 211( , , ) ( ) ( , ) [ ( , ) ]2mmj j jjjrM x z f x g x z g x z????? ? ??? (113) 并對(duì)一組乘子