МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТА ,- выпускная квалификационная работа

Содержание

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО
ТРАНСПОРТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 6
1.1. Основные методы оптимизации 6
1.2. Имитационное моделирование 9
1.3. Цифровой двойник 15
1.4. Грузовой автомобиль «Урал 43206» 17
1.5. Программный комплекс «Универсальный механизм» 21
1.6. Аналоги программного комплекса Универсальный механизм 25
1.7. Выводы по разделу 27
2. РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 28
2.1. Порядок разработки модели 29
2.2. Создание колес автомобиля 30
2.3. Создание подвески модели 32
2.4. Создание модели кузова 40
2.5. Соединение элементов модели с помощью шарниров 42
2.6. Создание тестового участка дороги 49
2.7. Выводы по разделу 52
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ 54
3.1. Методика оптимизации имитационной модели 54
3.2. Сканирование проекта 55
3.3. Вывод по разделу 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение

В настоящее время оптимизация проектирования транспортных систем стала особенно важна на фоне активно развивающейся городской и промышленной инфраструктуры и увеличения потребностей населения в мобильности. В связи с этим, встает проблема поиска оптимальных решений для повышения качества и безопасности транспортных средств, а также обеспечения более эффективных процессов их производства. Для решения этой задачи активно используются имитационное моделирование, благодаря которому появляется возможность провести анализ, спроектировать и оцифровать процессы функционирования транспортных средств. Использование имитационной модели транспортного средства позволяет оптимизировать ряд параметров, таких как: скорость движения, вес и габариты транспорта, его конструктивные особенности и многое другое.
В данной работе возможности имитационного моделирования будем рассматривать на примере автомобиля «Урал 43206». Для этого будет создана модель транспортного средства с параметрами реально существующего грузовика.
Цифровой двойник Урала создается в программном комплексе «Универсальный механизм» и средствами этого же комплекса будет проведена оптимизация модели.
В работе описываются общие сведения о программном комплексе «Универсальный механизм» и о структуре, динамике и назначении грузового автомобиля. Наибольшее внимание уделяется созданию имитационной модели транспортного средства и оптимизации его параметров на основе моделирования прохождения тестового участка грузовым автомобилем.
Тестовый участок представляет собой прямую с вертикальными неровностями расположенными таким образом, чтобы хотя бы одно колесо транспортного средства постоянно находилось на вертикальной неровности. Моделирование проводится при разных скоростях грузового автомобиля.
Первый раздел посвящен основным методам оптимизации, понятию имитационного моделирования и цифрового двойника, динамике и структуре транспортного средства, и основным возможностям программного комплекса
«Универсальный механизм».
Второй раздел содержит подробное описание процесса создания имитационной модели грузового автомобиля «Урал 43206» с заданием параметров физической модели. Так же в этом разделе описано создание тестового участка и параметры моделирования движения транспортного средства.
Третий раздел описывает метод оптимизации параметров транспортного средства средствами программного комплекса «Универсальный механизм».

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было исследовано применение имитационного моделирования при оптимизации проектирования наземного транспорта. Были рассмотрены основные принципы имитационного моделирования, существующие подходы к оптимизации проектирования систем транспорта, а также рассмотрены различные программные комплексы, позволяющие создать и оптимизировать имитационную модель.
На основе проведенного анализа была разработана модель системы наземного автотранспортного средства Урал43206 при помощи программного комплекса Универсальный механизм. В работе описано подробное создание модели с присвоением ей параметров, идентичных физической модели автомобиля. В рамках моделирования были исследованы различные сценарии функционирования системы, а также определены ключевые параметры, влияющие на ее эффективность. В качестве основного параметры оптимизации был рассмотрен шарнир, соединяющий кузов с кабиной и влияющий на жесткость всей конструкции.
Результаты исследования показали, что применение имитационного моделирования позволяет значительно улучшить процесс проектирования систем наземного транспорта. Благодаря возможности экспериментировать с различными сценариями функционирования системы и изменять ее параметры, можно значительно снизить затраты на ее создание и эксплуатацию, а также повысить качество и надежность работы системы.
Таким образом, результаты данного исследования могут быть использованы при проектировании систем наземного транспорта, что в свою очередь позволит повысить эффективность их работы и снизить затраты на их создание и эксплуатацию.

Литература

1. Андреев, В.И. Детали машин и основы конструирования. Курсовое проектирование: Учебное пособие / В.И. Андреев, И.В. Павлова. – СПб.: Лань, 2013.
2. Жуков, К. Проектирование деталей и узлов машин: Учебник для ВУЗов / К. Жуков. – М.: Машиностроение, 2014.
3. Клоков, В.Г. Детали машин курсовое проектирование / В.Г. Клоков. – М.: МГИУ, 2007.
4. Музафаров Э. Р. Методы оптимизации в проектировании машин // Вестник Концерна ВКО Алмаз-Антей. 2021. №4 (39). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-optimizatsii-v-proektirovanii-mashin (дата обращения: 18.05.2023).
5. Андреева, Е.А. Вариационное исчисление и методы оптимизации. / Е.А. Андреева. – М.: Высшая школа, 2006.
6. Безносиков Дмитрий Иванович, Афтени Иван Валерьевич, Пармузина Мария Семеновна Численные методы оптимизации // E-Scio. 2021. №7 (58). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/chislennye-metody-optimizatsii (дата обращения: 19.05.2023).
7. Аттетков, А.В. Методы оптимизации: Учебное пособие / А.В. Аттетков, В.С. Зарубин, А.Н. Канатников. – М.: ИЦ РИОР, НИЦ Инфра–М, 2013.
8. Царегородцев Е.Л., Прокопенков В.С., Янковский Н.А. Один из подходов к имитационному моделированию технологических процессов // Вестник науки. 2019. №2 (11). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/odin-iz- podhodov-k-imitatsionnomu-modelirovaniyu-tehnologicheskih-protsessov (дата обращения: 25.05.2023).
9. Акопов, А. С. Имитационное моделирование : учебник и практикум для академического бакалавриата / А. С. Акопов., 2019.
10. Власов, С.А. Имитационное моделирование в России: прошлое, настоящее, будущее / С.А. Власов, В.В. Девятков // Автоматизация в промышленности. – №5. – 2005. – С. 63–65.
11. Веклич В.В. Имитационное моделирование сложных и динамических систем // Форум молодых ученых. 2021. №5 (57). URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnoe-modelirovanie-slozhnyh-i- dinamicheskih-sistem (дата обращения: 28.05.2023).
12. Власов, С.А. Методология, технология и принципы программной реализации имитационных приложений / С.А. Власов, В.В. Девятков, Н.Б. Кобелев // Сборник докладов третьей всероссийской научно– практической конференции «Имитационное моделирование, теория и практика», том 1. – СПб: ФГУП ЦНИИТС, 2007. – С.17–26.
13. Казеев Игорь Михайлович Имитационное моделирование транспортнотехнологического комплекса // Образовательные ресурсы и технологии. 2020. №1 (30). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnoe-
modelirovanie-transportno-tehnologicheskogo-kompleksa (дата обращения: 01.06.2023).
14. Глушков, В.М. Программные средства моделирования непрерывно– дискретных систем / В.М. Глушков, В.В. Гусев, Т.П. Марьянович, М.А. Сахнюк. – Киев: Наукова думка, 1975.
15. Супрун, Д.Г. Методы оптимизации. Задачи линейного программирования / Д.Г. Супрун. – М.: МГИУ, 2008.
16. Емельянов С.В. Труды ИСА РАН: Алгоритмы. Решения. Математическое моделирование. Управление рисками и безопасностью / С.В. Емельянов. - М.: Ленанд, 2014.
... всего 19 источников