發(fā)布時(shí)間：2018-05-14 15:22

  本文選題：起重機(jī)結(jié)構(gòu) + 極限狀態(tài)法��； 參考：《太原科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：作為一種具有較高使用價(jià)值的機(jī)械裝備,起重機(jī)械的作用是對物料進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè),在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著日益重要的作用。隨著起重機(jī)的廣泛使用以及各行各業(yè)對生產(chǎn)效率要求的提高,導(dǎo)致起重機(jī)在生產(chǎn)中使用愈加頻繁,從而對起重機(jī)在安全性和可靠性等方面提出了較高的要求,一旦起重機(jī)因結(jié)構(gòu)失效而引起事故,將會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果,其損失是不可估量的。金屬結(jié)構(gòu)作為機(jī)械裝備的基本單元,構(gòu)成了機(jī)械設(shè)備的支撐平臺,金屬結(jié)構(gòu)之于起重機(jī)類似于骨骼之于人體,金屬結(jié)構(gòu)主要起到承受起重機(jī)載荷的作用,其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣將對整機(jī)在技術(shù)、安全、使用壽命等方面的指標(biāo)產(chǎn)生間接影響。將起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)作為本文的研究對象,綜合運(yùn)用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,從不同的角度和層面對起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。本文所用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法包括:許用應(yīng)力法、極限狀態(tài)法、許用應(yīng)力—應(yīng)力比法、極限狀態(tài)—應(yīng)力幅法、學(xué)習(xí)型果蠅算法、鏡面反射算法、穩(wěn)健設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)等,本文的研究內(nèi)容如下:1)采用工程設(shè)計(jì)中經(jīng)典、常用的許用應(yīng)力法和一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論—極限狀態(tài)法對實(shí)際工程中的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核,并評價(jià)兩種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣。以橋式起重機(jī)和汽車起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)為研究對象,分別采用許用應(yīng)力法和極限狀態(tài)法對兩種起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜強(qiáng)度驗(yàn)證,采用許用應(yīng)力-應(yīng)力比法和極限狀態(tài)-應(yīng)力幅法對兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證,并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析,從裕度的角度分析并評價(jià)了四種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣。計(jì)算結(jié)果表明,極限狀態(tài)法是一種相對輕量化的設(shè)計(jì)方法,當(dāng)結(jié)構(gòu)所承受的載荷與產(chǎn)生的內(nèi)力呈非線性關(guān)系時(shí),極限狀態(tài)法具有明顯的優(yōu)勢。2)研究并發(fā)現(xiàn)了兩種具有全新設(shè)計(jì)理念的優(yōu)化算法。一是通過對果蠅算法的理解和研究,提出了學(xué)習(xí)型果蠅算法,該算法克服了傳統(tǒng)果蠅算法的不足,具有解決實(shí)際問題的能力和廣闊的工程應(yīng)用前景;二是受鏡子的啟發(fā),提出了一種新穎的全局優(yōu)化方法—鏡面反射算法。鏡面發(fā)射算法采用了一種全新的模擬對象,算法具有區(qū)別于一般群優(yōu)化算法的搜索方式和迭代方式。采用了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論對鏡面反射算法的全局收斂性進(jìn)行分析,證明了鏡面反射算法具有收斂于全局極值的能力。數(shù)值算例的對比計(jì)算結(jié)果表明,鏡面反射算法具有明顯高于傳統(tǒng)智能優(yōu)化算法和學(xué)習(xí)型果蠅算法的計(jì)算速度和計(jì)算精度。采用鏡面反射算法對起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),證明了該方法具有較好的處理離散優(yōu)化問題的能力。3)提出了基于靈敏度的穩(wěn)健設(shè)計(jì)模型,并將該模型應(yīng)用于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)中。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上,將鏡面反射算法同靈敏度設(shè)計(jì)方法結(jié)合,同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不確定參數(shù)的容差。通過對工程實(shí)例的分析可知,本文提出的穩(wěn)健優(yōu)化模型能有效處理結(jié)構(gòu)問題,是一種可提高結(jié)構(gòu)可靠性的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。4)對可靠度指標(biāo)進(jìn)行了理論推導(dǎo),獲得了一種用于近似求解結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算方法,將該方法同鏡面反射算法結(jié)合,建立了可用于結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化的設(shè)計(jì)模型。在結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)?shù)脑黾咏Y(jié)構(gòu)可靠性約束,使結(jié)構(gòu)在保證可靠度要求的同時(shí)具有最輕的結(jié)構(gòu)自重,即在保證結(jié)構(gòu)可安全使用的前提下,最大限度的降低結(jié)構(gòu)制造成本。5)提出了結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)的概念,將結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)方法應(yīng)用至上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中,以通用橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)主梁金屬結(jié)構(gòu)為研究對象,分別對兩種起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),通過算例證明了該方法的可行性并再次驗(yàn)證了上述三種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:As a kind of mechanical equipment with higher use value , the function of lifting machinery is to carry out the transportation operation on the material , and play an increasingly important role in the modern industrial production . This paper presents a novel global optimization method - specular reflection algorithm . A new simulation object is adopted in the mirror emission algorithm . The global convergence of the mirror reflection algorithm is analyzed by using the traditional mathematical theory . The method is applied to the robust optimization design of the crane metal structure .

【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1888442