【正文】 無車，另一側(cè)車位均 有按前后輪 6:4分配的車輛載荷 工況 1的載荷和車位上的車輛載荷 表 1 進(jìn)行受力分析的基本假設(shè) 由于車庫(kù)的實(shí)際受力情況很復(fù)雜，必須對(duì)它進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化和假設(shè)后才能進(jìn)行進(jìn)一步的受力分析，基本假設(shè)如下 ： (1)停車庫(kù)單獨(dú)建立，不與其它建筑物相接 。采用三維梁?jiǎn)卧蜅U單 元模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)，用固定約束邊界條件模擬結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)上的安裝情況。升降吊籠導(dǎo)軌設(shè)計(jì)為兩根，作對(duì)角布置，固定在立柱 6上。這樣車庫(kù)整體骨架結(jié)構(gòu)的載荷就降低了不少，同時(shí)也可以使車庫(kù) 整體骨架結(jié)構(gòu)的零件尺寸得以縮減。橫移到位后，橫移 叉梳連同吊籠一起上升 80mm，把汽車從固定叉梳上抬起，同時(shí)使汽車輪胎避開固定叉梳，然后橫移叉梳連同汽車橫移回吊籠內(nèi)。在存取車時(shí)，雖然叉梳的叉數(shù)很多，但是具體到每輛車，一般情況下就只能用到 4個(gè)叉，為了增加叉梳的剛性，在叉梳的中部設(shè)置了中間縱梁 6。混凝土框架結(jié)構(gòu)不適合單獨(dú)建造，只有在與建筑物同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建造時(shí)方可考慮，或者依附建筑物建造時(shí)也可考慮。叉梳的推出方式有雙向和單向兩種方式，單向推出叉梳的橫移機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是叉梳必須能作 1800轉(zhuǎn)頭才能實(shí)現(xiàn)左右方向存取車輛 。不過這種存取車方式由于每個(gè) 車位都有一個(gè)托盤，因此在連續(xù)存車或連續(xù)取車時(shí)，都會(huì)有一個(gè)存托盤或取托盤的空行程，增加了存取車時(shí)間，影響車庫(kù)的存取車效率 。經(jīng)過上面的比較，最后決定選取左右兩側(cè)存取方式的電梯式車庫(kù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖 2，如果停車位的需求大，則采取兩個(gè)或多個(gè)車庫(kù)拼接來增加車位。不過這種車庫(kù)的可靠性和安全性較高，而且適合把已經(jīng)建成的單層停車庫(kù)改造成 2~3層的機(jī)械停車庫(kù) 。如果在車庫(kù)內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)盤，汽車可以自動(dòng)調(diào)頭，縮短出入庫(kù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)迅速存取車 。 2p? － 等式約束函數(shù)的乘 子向量。 39。 5)如果 ()khx ?? ，迭代終止。因?yàn)樵鰪V乘子法并不要求 r→∞。 1)在沒有其他信息的情況下，初始乘子向量取零向量，即 0 0? ? ，顯然，這時(shí)增廣乘子函數(shù)和外點(diǎn)懲罰函數(shù)的形式相同。r 的定值，則增廣乘子函數(shù)只是 x 、 ? 的函數(shù)。r ，對(duì)于一切滿足 39。 等式約束的增廣乘子法 對(duì)于含等式約束的優(yōu)化問題 min ( ). . ( ) 0pfxs t h x???? ( 1, 2, , )pl? ??? 構(gòu)造拉格朗日函數(shù) 1( , ) ( ) ( )l pppL x f x h x????? ? (11) 令 ( , ) 0Lx???時(shí)，得原問題的極值點(diǎn) *x 以及相應(yīng)的拉格朗日乘子向量 *? 。 拉格朗日乘子法 拉格朗日法 是一種古典的求約束極值的間接解法。雖然他們給出的形式不同，但都是反映設(shè)計(jì)變量之間的數(shù)量關(guān)系的。 (4)減少了因路邊停車而引起的交通事故 。機(jī)械立體停車庫(kù)的室內(nèi)沒有人員停留，車輛的存取是全自動(dòng)的，這種車庫(kù)是最節(jié)省土地資源和自動(dòng)化程 度最高的，其具體優(yōu)點(diǎn)如下 ： (1)節(jié)省面積，約為平面停車場(chǎng)的 1/21/25。 到了 20 世紀(jì) 70 年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，停車庫(kù)逐漸向全機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展，機(jī)械式停車庫(kù)便應(yīng)運(yùn)而生 。目前，汽車停放已經(jīng)成為全世界大城市普遍關(guān)注的問題，許多國(guó)家都拿出資金資助這一課題的研究。如果全部露天平面停放，假設(shè)普通轎車的尺寸為(長(zhǎng) )X (寬 )，則每輛轎車所需要的最小停車位面積為 2m 。 關(guān)鍵字：立體車庫(kù) 機(jī)械結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 固定叉梳 鋼結(jié)構(gòu) Abstract On the base of the project Optimal design of the mechanisms in the stereoscopic garage，some mechanisms in the lift park garage has been designed optimally. At the first, we established the running mode and the structure of the mechanisms adapted to the running mode. And then, we chose the immobile b as the parking space and the steel structure framework as support, the optimal design on the two mechanisms was carried through. The optimal design on the immobile b and the steel structure framework was carried through with augmented multipliers method. At the end, the result of the optimal design is that the immobile b will be more reasonable and decreased the whole weight of the garage and the load of the steel structure framework, and the weight of the steel structure framework bee more light. Key words： Stereoscopic garage Mechanisms Optimal design immobile b Steel structure 第一章 緒 論 課題的來源及研究的目的和意義 隨著社會(huì)生活水平的不斷提高 ，大多數(shù)城市人已經(jīng)解決了“衣食住行”中的前三項(xiàng)，開始著手考慮買車，汽車進(jìn)入尋常百姓家已是指日可待的。 于是為了順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，立體停車庫(kù)的研究與開發(fā)也就變的愈加緊迫。然而，目前只有很少城市建立了少數(shù)立體停車庫(kù)，而大多數(shù)汽車則停放在露天停車場(chǎng)，甚至是占道停放。 機(jī)械式停車庫(kù) 為了解決多層立體停車庫(kù)駕駛員駕車上下坡道的問題 ， 20 世紀(jì) 60 年代國(guó)外出現(xiàn)了一種早期機(jī)械式停車庫(kù)，取消了曲線坡道，汽車上下由升降電梯解決，然而水平運(yùn)輸仍然由駕駛員來駕駛 。停車位是車庫(kù)中為停放汽車而劃分的停車空間或機(jī)械停車設(shè)備中停放汽車的部件，它由車輛 本身的尺寸加四周必須的距離組成。即使平面停車，光土地征用費(fèi)也是不菲。 綜上所述，本課題中的車庫(kù)形式選擇為機(jī)械立體車庫(kù)。 約束優(yōu)化方法 懲罰函數(shù)法原理簡(jiǎn)單，算法易行，適用范圍廣，并且可以和各種有效的無約束最優(yōu)方 法結(jié)合起來，因此得到廣泛應(yīng)用。其中， *x 為極值點(diǎn)， *? 為相應(yīng)的拉格朗日乘子向量。為此，將這兩種方法 結(jié)合起來，即構(gòu)造懲罰函數(shù)的拉格朗日函數(shù) 21121( , , ) ( ) [ ( ) ] ( )2( , ) [ ( ) ]2llp p ppplpprM x r f x h x h xrL x h x??????? ? ?????? (13) 若令1( , , ) ( , ) ( ) ( ) 0l pppM x r L x r h x h x???? ? ? ? ? ?? 求得約束極值點(diǎn) *x ，且使 *( ) 0phx? ( 1, 2, , )pl? ??? 。rr? ，不必趨于無窮大，且恰好取 *??? 時(shí)， *x 就是函數(shù) ( , , )M x r? 的極小點(diǎn)。為使*k??? ，采用如下公式來校正 k? 的值 1k k k? ? ?? ? ? ? (16) 這一步驟在增廣乘子法中稱為乘子迭代，是懲罰函數(shù)法中所沒有的。 2)懲罰因子的初值 0r 可按外點(diǎn)法選取。 3)設(shè)計(jì)變量的初值 0x 也按外點(diǎn)法選取，以后的迭代初始點(diǎn)都取上次迭代的無約束極值點(diǎn)，以提高計(jì)算效率。 不等式約束的增廣乘子法 對(duì)于含不等式約束的優(yōu)化問題 min ( ). . ( ) 0jfxs t g x???? ( 1, 2, , )jm? ??? 引進(jìn)松弛變量 12[]Tmz z z z? ??? ，并且令 39。 雖然從理論上講，這個(gè)計(jì)算過程和僅含等式約束的情形沒有什么兩樣，但由于增加了松弛變量 z ，使原來的 n 維極值問題擴(kuò)充成 nm? 維問題，勢(shì)必增加計(jì)算量和求解的困難，優(yōu)必要將計(jì)算加以簡(jiǎn)化。 主要特點(diǎn)是車位移動(dòng)，存取一輛車時(shí)整個(gè)系統(tǒng)都要一起移動(dòng)，把需要的車位移動(dòng)到出入口，這樣對(duì)能量的損耗比較大而且又易磨損機(jī)械部分，而且噪聲比較大 。 高架倉(cāng)儲(chǔ)式停車庫(kù) 高架倉(cāng)儲(chǔ)式停車庫(kù)是由停車位與升降裝置立體組合而成的停車設(shè)備，升降裝置可整體橫向移動(dòng)或升降裝置的搬運(yùn)器可整體橫向移動(dòng)，停車位就在升降裝置升降道的兩側(cè)。左右兩側(cè)存取方式就是在電梯井道在中間，停車位在井道的左右兩側(cè)，每一樓層的停車位只有兩個(gè)，升降電梯升降到停車樓層后，橫移機(jī)構(gòu)可以左右方向存取車，存取機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是存放的車輛相對(duì)來說少。 立體車庫(kù)的存 取車方式的總體設(shè)計(jì) 電梯式停車庫(kù)的存取車方式主要有交換托盤式和叉梳式兩種。另一種是停車位叉梳固定，升降吊籠中的叉梳升降到位后作橫向移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn) 1800正反向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的帶動(dòng)下，橫移叉梳只需單向推出就可實(shí)現(xiàn)對(duì)井道兩邊汽車的存取。如果設(shè)計(jì)合理，一方面可以減少存取車輛的時(shí)間，另一方面可以增加車輛存取過程中的安全性 。這樣才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)叉梳的相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。對(duì)移動(dòng)叉梳來說，由于移動(dòng)叉梳數(shù)量只有一個(gè)，而且從移動(dòng)叉梳的總體結(jié)構(gòu)來說，一方面它的尺寸受移動(dòng)叉梳尺寸和存取車形式的制約不能自由優(yōu)化，另一方面剛度又遠(yuǎn)大于固 定叉梳，因此移動(dòng)叉梳就沒有必要進(jìn)行受力分析。鋼結(jié)構(gòu)由底部、中部和頂部結(jié)構(gòu)架組成。 為此，必須應(yīng)用有限單元法進(jìn)行分析，這樣才能對(duì)整個(gè)停車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的受力做出正確的分析。所建立的鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)模型如圖 8所示，整個(gè)車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架共有 330個(gè)單元， 172個(gè)節(jié)點(diǎn)。 該立體車庫(kù)承載框架是由型鋼經(jīng)高強(qiáng)度螺栓連接而成，整個(gè)車庫(kù)框架連接并調(diào)整好尺寸后再對(duì)連接節(jié)點(diǎn)焊接起來。在其它 3種工況的載荷作用下，鋼結(jié)構(gòu)骨架節(jié)點(diǎn) x， y向位移比較小， z向位移比較大 。優(yōu)化設(shè)計(jì)變量為構(gòu)件面積，并按型鋼規(guī)格取離散值。 結(jié) 論 通過本課題的研究主要進(jìn)行了如下工作 ： (1) 立體車庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的研究 分析了目前國(guó)內(nèi)外同類立體車 庫(kù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，在對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)可行性分析比較的基礎(chǔ)上選擇了一套性能相對(duì)優(yōu)良的立體車庫(kù)系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，是整個(gè)大學(xué)生活結(jié)束的標(biāo)志。任慧同學(xué)，教會(huì)我使用 Pro/E