本文關鍵詞：橋式起重機橋架結構靜動態(tài)分析及多目標優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國內橋式起重機結構設計大多以靜態(tài)設計方法為主,設計的橋式起重機存在著結構自重大、動態(tài)性能差等問題。針對這些問題,本文以有限元理論為基礎,將多目標優(yōu)化設計方法引入到橋式起重機的結構設計中,在滿足結構強度、剛度約束的條件下,以期實現(xiàn)橋式起重機結構質量輕、結構動態(tài)性能優(yōu)的目的。論文的主要內容如下:首先,根據(jù)企業(yè)提供的圖紙數(shù)據(jù)建立合理的橋式起重機橋架結構有限元模型,運用有限元分析軟件對其進行靜力學分析,并提取靜力學分析結果作為后續(xù)優(yōu)化設計的狀態(tài)變量;在靜力學分析的基礎上對橋架結構進行動力學分析(即模態(tài)分析與諧響應分析),得到橋架結構前六階固有頻率及相應的振型,提取對橋架結構動態(tài)性能影響最大的那階固有頻率,作為橋架結構多目標優(yōu)化設計的目標函數(shù)之一。其次,對橋式起重機橋架結構的起升過程進行瞬態(tài)動力學分析,當滿載小車位于主梁跨中位置時,得到了主梁跨中節(jié)點的位移響應曲線、速度響應曲線、加速度響應曲線、最大動位移。并利用最大動位移對起升動載系數(shù)進行修正。最后,根據(jù)分析結果,以質量最輕(截面積最小)和第三階固有頻率最大為目標函數(shù),以尺寸約束、強度約束、剛度約束、工藝約束等為約束條件,建立橋架結構多目標優(yōu)化數(shù)學模型。運用改進非支配序列遺傳算法NSGA-II對其進行多目標優(yōu)化設計,最終得到Pareto最優(yōu)解集。從Pareto解集中選取一組綜合性能較優(yōu)的妥協(xié)解作為最終優(yōu)化設計方案。并將優(yōu)化設計方案與初始方案進行對比,驗證了優(yōu)化方案的可行性與優(yōu)越性。
【關鍵詞】：橋式起重機 靜動態(tài)分析 瞬態(tài)動力學分析 多目標優(yōu)化設計 NSGA-II
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH215
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 課題相關內容研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 橋式起重機結構優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 橋式起重機結構靜動態(tài)特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 多目標優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 論文主要研究內容17-18
• 1.4 本章小結18-19
• 2 橋式起重機橋架結構有限元模型建立19-26
• 2.1 橋架結構基本參數(shù)19-20
• 2.2 橋架結構有限元模型的建立20-25
• 2.2.1 建立參數(shù)化幾何模型21-24
• 2.2.2 定義材料及網(wǎng)格劃分24-25
• 2.3 本章小結25-26
• 3 橋式起重機橋架結構靜動態(tài)分析26-40
• 3.1 橋架結構性能要求26-27
• 3.2 橋架結構靜態(tài)分析27-32
• 3.2.1 靜態(tài)分析理論27-28
• 3.2.2 橋架結構靜態(tài)分析中的計算載荷28-30
• 3.2.3 橋架結構靜態(tài)分析中的計算工況30-31
• 3.2.4 橋架結構靜態(tài)分析結果討論31-32
• 3.3 橋架結構模態(tài)分析32-37
• 3.3.1 模態(tài)分析理論32-34
• 3.3.2 橋架結構模態(tài)分析34-37
• 3.4 橋架結構諧響應分析37-39
• 3.4.1 諧響應分析理論37-38
• 3.4.2 橋架結構的諧響應分析38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 4 橋式起重機橋架結構瞬態(tài)動力學分析40-47
• 4.1 瞬態(tài)動力學分析理論40-41
• 4.2 起升過程瞬態(tài)動力學析41-46
• 4.2.1 起升機構的工作過程41
• 4.2.2 起升機構動力學模型41-43
• 4.2.3 瞬態(tài)激勵力作用時間確定43-44
• 4.2.4 瞬態(tài)動力學分析的其他參數(shù)44
• 4.2.5 瞬態(tài)動力學結果分析44-46
• 4.3 本章小結46-47
• 5 橋式起重機橋架結構多目標優(yōu)化設計47-66
• 5.1 多目標優(yōu)化設計理論47-50
• 5.1.1 多目標優(yōu)化問題的定義47-48
• 5.1.2 多目標優(yōu)化問題常用求解方法48-49
• 5.1.3 多目標遺傳算法NSGA-II49-50
• 5.2 橋架結構的多目標優(yōu)化數(shù)學模型50-55
• 5.2.1 目標函數(shù)的確定50-51
• 5.2.2 設計變量的確定51
• 5.2.3 約束條件的確定51-55
• 5.3 優(yōu)化實現(xiàn)及優(yōu)化結果分析55-64
• 5.3.1 算法參數(shù)設置55-58
• 5.3.2 優(yōu)化過程監(jiān)控58-60
• 5.3.3 優(yōu)化結果與分析60-64
• 5.4 本章小結64-66
• 6 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所得的研究成果73-74
• 致謝74-75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李愛平;王龍濤;劉雪梅;;起重機橋架廣義模塊化快速設計的研究與實現(xiàn)[J];中國工程機械學報;2009年04期

2 楊梅菊;賴磊捷;谷國迎;朱利民;;微納制造裝備中拱形橋架的結構優(yōu)化設計[J];機械設計與研究;2012年01期

3 陳振豪;耐火橋架的選用[J];軍民兩用技術與產(chǎn)品;2003年11期

4 李娜;李繁生;;施工中橋架的選擇[J];建筑電氣;2011年02期

5 曹占興;;談機電工程橋架安裝[J];山西建筑;2012年08期

6 李家森;蔣曉妍;張占福;;歐式天車橋架制造工藝淺析[J];有色礦冶;2013年03期

7 王殿祥;樊信;姜鳳英;馬凱青;;電纜橋架選材與防腐技術[J];機械工程師;1993年01期

8 夏彥超;高寶龍;;起重機橋架整體加工工藝介紹[J];科技致富向導;2012年30期

9 龔善初;孫培明;;大圓形軌雙橋架式起重機橋架的穩(wěn)定性和抗振性能[J];起重運輸機械;2006年04期

10 肖玉玲;;耐火橋架選用注意事項[J];天津科技;2008年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 李艷;孫長松;王建軍;魯齊偉;孫鵬;;網(wǎng)格式橋架優(yōu)點分析及在海洋平臺上的應用綜述[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集(上)[C];2011年

2 伍彥均;梁汝波;;400t運輸橋架設計及應用[A];施工機械化新技術交流會論文集（第八輯）[C];2007年

3 田翠華;崔麗麗;;起重機橋架變形和修復[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產(chǎn)技術與學術交流會論文集（下）[C];2010年

4 過玉卿;金光振;;用板架模型計算雙梁橋架的內力[A];中國機械工程學會物料搬運學會第二屆年會論文集（三）--金屬結構[C];1984年

5 邢海軍;汪西應;申永軍;;空腹桁架式橋架有限元計算及分析[A];第二屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2006年

6 劉冬霞;梁力;李明;;起重機橋架主梁結構優(yōu)化設計[A];第18屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2009年

7 沈恒源;程建棠;;管桁架龍門吊制作工藝及橋架預拱控制[A];中國鋼結構協(xié)會鍋爐鋼結構分會第十三屆年會論文集[C];2012年

8 胡慶明;周培德;張洪亭;;單梁橋式起重機橋架結構的有限元分析[A];中國機械工程學會物料搬運學會第二屆年會論文集（三）--金屬結構[C];1984年

9 王宗彥;吳淑芳;舒柱兵;秦慧斌;;橋式起重機橋架參數(shù)化設計關鍵技術研究[A];自主創(chuàng)新 實現(xiàn)物流工程的持續(xù)與科學發(fā)展——第八屆物流工程學術年會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 ;節(jié)能專利產(chǎn)品，助鎮(zhèn)江萬奇橋架騰飛[N];江蘇科技報;2007年

2 本報記者 金國其　通訊員 王春泉;扮“綠”橋架的“發(fā)明大王”[N];中國工業(yè)報;2010年

3 本報記者 金國其;橋架之鄉(xiāng)的國家標準起草人[N];中國工業(yè)報;2011年

4 特約記者 龔輝平;國內最大液壓橋架絞車在綠問世[N];中國船舶報;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范興超;基于ANSYS橋式鑄造起重機橋架有限元分析[D];中國石油大學(華東);2014年

2 李婷婷;橋式起重機橋架結構靜動態(tài)分析及多目標優(yōu)化[D];中北大學;2016年

3 劉萍;輪軌接觸分析及其對橋架結構的影響[D];武漢科技大學;2012年

4 張玉;臂橋架起重機防搖系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2009年

5 熊印生;風機橋架振動響應實測與理論分析[D];北方工業(yè)大學;2011年

6 趙飛;多臺空冷風機工作狀態(tài)橋架振動特性數(shù)值模擬研究[D];北方工業(yè)大學;2011年

7 楊海明;鑄造起重機橋架參數(shù)化建模與子結構應力集中分析[D];太原科技大學;2012年

8 吳銳;臂橋架變幅系統(tǒng)金屬結構力學性能分析[D];武漢理工大學;2008年

9 郭強;橋架類型起重機結構疲勞強度研究[D];武漢理工大學;2009年

10 楊軍;刮泥機橋架的有限元分析與優(yōu)化設計[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2013年

  本文關鍵詞：橋式起重機橋架結構靜動態(tài)分析及多目標優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：286755