龍門(mén)起重機(jī)在貨物搬運(yùn)中發(fā)揮著重要作用,但對(duì)龍門(mén)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直停留在憑借經(jīng)驗(yàn)和判斷對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇和確定。連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法可以大大地改善結(jié)構(gòu)的性能或減輕結(jié)構(gòu)的重量,帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益。將連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化方法引入到起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,令起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。本文在閱讀大量中外文文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)深入研究連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論和算法,以及龍門(mén)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)出一種多目標(biāo)變密度懲罰法優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并對(duì)龍門(mén)起重機(jī)橫梁的腹板進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì),討論了目標(biāo)實(shí)現(xiàn)順序?qū)?yōu)化結(jié)果的影響及結(jié)果的合理性。本文首先研究了起重機(jī)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,對(duì)常見(jiàn)的起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了探討;對(duì)龍門(mén)起重機(jī)橫梁進(jìn)行了詳細(xì)的內(nèi)力分析,討論了龍門(mén)起重機(jī)橫梁與普通橋梁的不同,確定了橫梁在工作中的三種工作狀態(tài);對(duì)橫梁腹板的設(shè)計(jì)采用多目標(biāo)設(shè)計(jì)法,選擇靜定結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化龍門(mén)起重機(jī)橫梁結(jié)構(gòu),對(duì)受力進(jìn)行合理簡(jiǎn)化以便于拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。其次基于SIMP密度材料插值模型建立了體積約束下連續(xù)體結(jié)構(gòu)最小柔順度問(wèn)題的拓?fù)鋬?yōu)化模型,研究了優(yōu)化問(wèn)題的解法,并且推導(dǎo)了基于SIMP方法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則算法的迭代公式;分析了拓?fù)?.. 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

棋盤(pán)格式

長(zhǎng)安人學(xué)碩士學(xué)位論文抽象、分析、制造帶來(lái)了極大的困難。圖2一5便是沒(méi)有施加濾波后的優(yōu)化結(jié)果，從圖上我們可以看出，結(jié)構(gòu)的具體形式很難辨識(shí)，中間出現(xiàn)許多黑白相間的小塊，這種結(jié)構(gòu)在工程上是無(wú)法進(jìn)行直接制造的。圖2一5棋盤(pán)格式局部極值:一種隨著初值的不同拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果也相應(yīng)變化的現(xiàn)象，這是由于目標(biāo)函數(shù)的光滑度不同所造成的。工程上一般采用多次計(jì)算的方法來(lái)確定最優(yōu)結(jié)果，但是要從多個(gè)結(jié)果中決定最優(yōu)結(jié)果對(duì)于工程人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求較高。網(wǎng)格依賴(lài)性:隨著對(duì)設(shè)計(jì)區(qū)域離散單元數(shù)目的增加，優(yōu)化結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)許多細(xì)小的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)果依賴(lài)于網(wǎng)格劃分疏密程度的現(xiàn)象就稱(chēng)之為網(wǎng)格依賴(lài)性。從圖2一6中我們可以很明顯地看出，隨著單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)目的不斷增加，結(jié)果越來(lái)越復(fù)雜，出現(xiàn)了一些纖細(xì)的結(jié)構(gòu)

f第五十五步優(yōu)化結(jié)果圖4一3簡(jiǎn)支梁的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果a一f如圖4一3，白色區(qū)域表示密度很小，接近于O，這些區(qū)域就是工程結(jié)構(gòu)中節(jié)約材料的部分，經(jīng)過(guò)55步迭代，柔度降低了78.56%，可以看出此方法其算法的收斂速度快，迭代次數(shù)少，對(duì)大中型結(jié)構(gòu)具有實(shí)際意義。懲罰因子P的影響如下圖所示。。:P二0.5吞:P二 1.0c:P二戮。5才:P二之力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]漸進(jìn)優(yōu)化法的一種高階棋盤(pán)格式抑制方法[J]. 郭中澤,陳裕澤,張衛(wèi)紅,鄧克文.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2006(05)
[2]拓?fù)鋬?yōu)化中去除數(shù)值不穩(wěn)定性的算法研究[J]. 左孔天,王書(shū)亭,陳立平,張?jiān)魄?鐘毅芳.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2005(01)
[3]基于均勻化方法的柔順機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉少芳,張憲民,陳永健.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2004(06)
[4]連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 羅震,陳立平,黃玉盈,張?jiān)魄?  力學(xué)進(jìn)展. 2004(04)
[5]采用非協(xié)調(diào)元的連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 袁振,吳長(zhǎng)春.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
[6]具有形狀和應(yīng)力約束的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及其在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 王健.  工程力學(xué). 2002(04)
[7]基于雜交元和變密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 袁振,吳長(zhǎng)春,莊守兵.  中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(06)
[8]平面連續(xù)體多工況應(yīng)力約束下結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的有無(wú)復(fù)合體方法[J]. 于新,隋允康.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)
[9]多工況應(yīng)力約束下連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化映射變換解法[J]. 楊德慶,劉正興.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(08)
[10]利用窗函數(shù)解決連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中的棋盤(pán)格式問(wèn)題[J]. 劉震宇,王曉明,郭東明.  中國(guó)機(jī)械工程. 2000(06)

博士論文
[1]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3045701