輕量化橋式起重機(jī)橋架優(yōu)化設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:輕量化橋式起重機(jī)橋架優(yōu)化設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:橋式起重機(jī)已經(jīng)在社會(huì)上得到大力推廣,應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的起重機(jī)尺寸偏大,導(dǎo)致沒必要的材料浪費(fèi),通常不是最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。橋架作為橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu),對(duì)起重機(jī)的整機(jī)重量有較大的影響,而且橋架結(jié)構(gòu)直接決定了起重機(jī)的運(yùn)行是否可靠安全,因此對(duì)橋架結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)成為完成橋式起重機(jī)輕量化任務(wù)的重要工作。國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“橋式起重機(jī)械輕量化共性技術(shù)研究”(課題編號(hào):2015BAF06B01)提出重點(diǎn)開展輕量化橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的研究,達(dá)到自重減輕20%~25%的技術(shù)指標(biāo),本文以此為目標(biāo)對(duì)橋式起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法展開了研究,使其結(jié)構(gòu)既安全可靠又經(jīng)濟(jì)。主要內(nèi)容如下:(1)確定橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。完成了主端梁的受力分析以及強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算,利用等效柱法推導(dǎo)變截面主梁等效慣性矩的公式。(2)完成了橋架結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立,選取影響主梁結(jié)構(gòu)的20個(gè)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,以主梁體積為目標(biāo)函數(shù),約束其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等條件;以影響端梁截面面積的6個(gè)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,建立以截面面積為目標(biāo)函數(shù)的端梁數(shù)學(xué)模型。(3)應(yīng)用自適應(yīng)遺傳算法分別對(duì)橋式起重機(jī)偏軌箱型主梁和端梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以QD20/5-22.5A5橋式起重機(jī)為例,對(duì)比優(yōu)化前后結(jié)果,并對(duì)主梁優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行ANSYS有限元力學(xué)分析,驗(yàn)證了本文方法對(duì)橋式起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性。(4)以Microsoft Visual Studio 2010為開發(fā)環(huán)境平臺(tái),利用C#編程工具開發(fā)了輕量化橋式起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng),該系統(tǒng)方便設(shè)計(jì)人員快速實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文開發(fā)的輕量化橋式起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)操作方便,界面簡(jiǎn)潔友好,無需要求設(shè)計(jì)者具有較高的理論知識(shí),通過簡(jiǎn)單輸入橋式起重機(jī)的基本參數(shù)即可自動(dòng)完成優(yōu)化設(shè)計(jì)過程并輸出優(yōu)化結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】:橋式起重機(jī) 橋架 優(yōu)化設(shè)計(jì) 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TH215
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-13
- 1.1 課題的研究背景及意義8
- 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展8-11
- 1.2.1 現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)研究進(jìn)展8-10
- 1.2.2 橋架優(yōu)化設(shè)計(jì)研究進(jìn)展10-11
- 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容11-13
- 2 輕量化橋式起重機(jī)橋架設(shè)計(jì)13-31
- 2.1 主梁設(shè)計(jì)及計(jì)算13-28
- 2.1.1 變截面箱型主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13-15
- 2.1.2 變截面箱型主梁強(qiáng)度計(jì)算15-20
- 2.1.3 變截面箱型主梁剛度計(jì)算20-23
- 2.1.4 變截面箱型主梁穩(wěn)定性校核23-28
- 2.2 端梁設(shè)計(jì)及計(jì)算28-30
- 2.2.1 端梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
- 2.2.2 端梁強(qiáng)度計(jì)算29-30
- 2.2.3 端梁剛度計(jì)算30
- 2.2.4 端梁的穩(wěn)定性30
- 2.3 本章小結(jié)30-31
- 3 輕量化橋式起重機(jī)橋架優(yōu)化設(shè)計(jì)方法31-40
- 3.1 變截面箱型主梁優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立31-37
- 3.1.1 設(shè)計(jì)變量的選擇31-32
- 3.1.2 主梁截面尺寸數(shù)學(xué)模型32-35
- 3.1.3 主梁加勁肋數(shù)學(xué)模型35-37
- 3.2 端梁優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立37-39
- 3.2.1 設(shè)計(jì)變量的選擇37-38
- 3.2.2 目標(biāo)函數(shù)的確定38
- 3.2.3 約束條件的建立38-39
- 3.3 本章小結(jié)39-40
- 4 基于自適應(yīng)遺傳算法的橋式起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)40-51
- 4.1 遺傳算法40-43
- 4.1.1 遺傳算法的基本流程40-42
- 4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的優(yōu)缺點(diǎn)42
- 4.1.3 自適應(yīng)交叉概率和變異概率42-43
- 4.2 變截面箱型主梁優(yōu)化43-48
- 4.2.1 參數(shù)設(shè)置43-44
- 4.2.2 主梁優(yōu)化結(jié)果分析44-46
- 4.2.3 優(yōu)化結(jié)果有限元分析46-48
- 4.3 端梁優(yōu)化48-50
- 4.3.1 參數(shù)設(shè)置48-49
- 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果及分析49-50
- 4.4 本章小結(jié)50-51
- 5 輕量化橋式起重機(jī)橋架優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)51-56
- 5.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)51-52
- 5.2 系統(tǒng)應(yīng)用52-55
- 5.2.1 系統(tǒng)登錄窗口52-53
- 5.2.2 主梁優(yōu)化窗口53-54
- 5.2.3 端梁優(yōu)化窗口54-55
- 5.3 本章小結(jié)55-56
- 結(jié)論56-57
- 參考文獻(xiàn)57-59
- 致謝59-60
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