随着世界经济的发展,人们生活水平的提高,越来越多的人选择坐飞机出行,这给机场服务和管理带来了一定的困难。为了给旅客带来安全舒适的环境,也为了机场的现代化管理,登机桥的出现和应用则是很好地解决了这一难题。 旅客登机桥是广泛应用于各大航空机场的辅助设备,它是连接侯机大厅和飞机机身的一种桥梁设备。旅客通过登机桥上下飞机,而不是通过飞机场跑道,旅客会感觉到舒适安全。而且,社会进步得越快,登机桥的需求量也越来越大。 作为产品设计者,如何才能设计出适合各种工作情况的登机桥?一方面,要为生产者降低其设计生产成本;另一方面,要保证旅客的安全,让其运行的可靠性得到保证。为此,本课题研究了旅客登机桥关键参数的离散优化设计。 首先,本文以有限元通用软件ANSYS为基础,建立了登机桥的有限元分析模型,确立了登机桥各个重要杆件输入参数和整体结构的最大应力值输出参数之间的对应关系表,为后面的优化设计提供经验数据。 其次,本文详细讨论了神经网络的动力学模型,并且对网络隐含层的数目给出了比较严格的数学公式,对以后有关构造神经网络隐含层的数目提供了一套数学方法。本文还对神经网络的BP算法进行了数学上的严格推导和证明。利用MATLAB的神经网络工具箱对经验数据进行了训练,得到了网络的输入和输出之间的非线性关系,确立了网络中各个神经元的权重和偏差。 再次,本文综合考虑了登机桥的结构和工况,对整个桥架进行了受力分析。以优化理论为基础,建立优化的数学模型。以登机桥两通道的重量最轻为优化的目标,以各种杆件的截面尺寸为优化设计的变量,在全面满足强度、刚度、稳定性以及工艺要求的基础上,列出优化的约束方程。 最后,本文充分讨论了各种优化的计算方法,分析比较后选出适合登机桥结构的求解方法。利用辅助计算工具——MATLAB提供的强大的编程环境和高效的优化工具箱函数解决设计变量由离散向连续转化和由连续向离散的两步转化,并且给出了求解离散变量的程序设计方法。实例证明,优化方法简单有效,计算结果可靠,适合于工程应用。