橋式起重機(jī)偏軌箱形波紋腹板梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-02-20 22:26
波紋腹板具備突出的穩(wěn)定性,通過對(duì)波紋腹板的相關(guān)研究和應(yīng)用情況分析,將其引入到偏軌箱形主梁的設(shè)計(jì)之中,得到了應(yīng)用于橋式起重機(jī)的偏軌箱形波紋腹板梁,然后使用改進(jìn)連續(xù)域蟻群算法對(duì)其初始設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法探討偏軌箱形波紋腹板梁的參數(shù)設(shè)置,對(duì)于箱形波紋腹板梁的設(shè)計(jì)與研究工作具有參考價(jià)值。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析常見波紋腹板各類型的特點(diǎn),選定了梯形波紋腹板,并對(duì)梯形波紋腹板的關(guān)鍵力學(xué)性能做了分析與總結(jié),以某公司生產(chǎn)的直腹板偏軌箱形梁為原型,選取較為保守的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)出橋式起重機(jī)偏軌箱形波紋腹板梁。(2)針對(duì)后續(xù)的偏軌箱形波紋腹板梁尺寸優(yōu)化問題,進(jìn)行了基于蟻群算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究:在分析連續(xù)域基本蟻群算法的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)這種算法存在局部探索能力差、約束處理不完善等問題,所以引入了偽隨機(jī)比例規(guī)則改進(jìn)種子解的選取方法,對(duì)信息素分布中心進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾S機(jī)擾動(dòng),對(duì)信息素分布的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行改造,使用DCPM(direct comparison and proportion maintenance)方法處理約束條件,得到了改進(jìn)連續(xù)域蟻群算法,通過優(yōu)化實(shí)例驗(yàn)證了改進(jìn)連續(xù)域蟻群算法的優(yōu)越性。(...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 波紋腹板的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.2 蟻群算法的研究現(xiàn)狀
1.2.3 起重機(jī)箱形主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要內(nèi)容安排
1.4 本章小結(jié)
2 偏軌箱形波紋腹板梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 波紋腹板力學(xué)性能分析
2.1.1 波紋腹板的類型
2.1.2 梯形波紋腹板的抗彎抗剪性能
2.1.3 梯形波紋腹板的屈曲特性研究
2.2 偏軌箱形波紋腹板梁的結(jié)構(gòu)形式
2.2.1 直腹板形式雙梁橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
2.2.2 梯形波紋腹板的分布方式
2.2.3 偏軌箱形波紋腹板梁的參數(shù)確定
2.3 本章小結(jié)
3 基于蟻群算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究
3.1 蟻群算法的原理和連續(xù)域基本蟻群算法
3.1.1 蟻群算法的基本原理
3.1.2 連續(xù)域基本蟻群算法的構(gòu)建
3.2 CDACO算法的改進(jìn)
3.2.1 算法改進(jìn)措施
3.2.2 改進(jìn)CDACO算法流程
3.2.3 改進(jìn)CDACO算法測(cè)試函數(shù)仿真驗(yàn)證
3.3 基于改進(jìn)CDACO算法的典型主梁截面優(yōu)化
3.3.1 典型主梁截面優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 基于改進(jìn)CDACO算法的截面優(yōu)化
3.3.3 優(yōu)化結(jié)果的靜力學(xué)驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
4 偏軌箱形波紋腹板梁的尺寸優(yōu)化
4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概念
4.1.2 偏軌箱形波紋腹板梁結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的流程
4.2 偏軌箱形波紋腹板梁的數(shù)學(xué)模型建立
4.2.1 設(shè)計(jì)變量的確定與目標(biāo)函數(shù)的建立
4.2.2 設(shè)計(jì)變量的約束條件
4.3 基于改進(jìn)CDACO算法的波紋腹板梁優(yōu)化
4.3.1 算法運(yùn)行時(shí)控制參數(shù)的確定
4.3.2 優(yōu)化結(jié)果的整理與分析
4.4 本章小結(jié)
5 偏軌箱形波紋腹板梁力學(xué)性能分析
5.1 箱形梁有限元分析流程
5.1.1 有限元方法及軟件工具
5.1.2 有限元分析流程
5.2 兩種箱梁的有限元模型創(chuàng)建與前處理
5.2.1 創(chuàng)建兩種箱梁的幾何模型
5.2.2 兩種箱梁有限元分析的前處理
5.3 兩種箱梁的有限元仿真結(jié)果對(duì)比
5.3.1 靜力學(xué)仿真結(jié)果對(duì)比
5.3.2 線性屈曲分析仿真對(duì)比
5.3.3 模態(tài)分析仿真結(jié)果對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人工蜂群的連續(xù)域蟻群優(yōu)化算法[J]. 周裊,葛洪偉,袁運(yùn)浩,蘇樹智. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2016(06)
[2]橋式起重機(jī)輕量化主梁結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究[J]. 焦洪宇,周奇才,李英,陳慶樟,許廣舉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[3]橋式起重機(jī)箱型主梁周期性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 焦洪宇,周奇才,吳青龍,李文軍,李英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]波紋腹板H型鋼梁抗剪承載力[J]. 李國(guó)強(qiáng),張哲,孫飛飛. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[5]求解連續(xù)空間優(yōu)化問題的量子蟻群算法[J]. 李盼池,李士勇. 控制理論與應(yīng)用. 2008(02)
[6]波折腹板工形構(gòu)件截面承載力設(shè)計(jì)方法[J]. 郭彥林,張慶林. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]波形鋼腹板-混凝土組合箱梁截面變形的擬平截面假定及其應(yīng)用研究[J]. 吳文清,葉見曙,萬水,胡成. 工程力學(xué). 2005(05)
[8]連續(xù)優(yōu)化問題的蟻群算法研究[J]. 高尚,鐘娟,莫述軍. 微機(jī)發(fā)展. 2003(01)
[9]波紋鋼腹板體外預(yù)應(yīng)力混凝土組合梁橋[J]. 宋建永,王彤,張樹仁. 東北公路. 2002(01)
[10]一種新的進(jìn)化算法——蟻群算法[J]. 張紀(jì)會(huì),徐心和. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 1999(03)
碩士論文
[1]連續(xù)域蟻群算法及其在電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中的應(yīng)用[D]. 姜道銀.江南大學(xué) 2018
[2]基于改進(jìn)布谷鳥搜索算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化方法研究[D]. 李志雄.中北大學(xué) 2018
[3]核電橋式起重機(jī)抗震分析及減震研究[D]. 楊擴(kuò)嶺.中北大學(xué) 2018
[4]基于改進(jìn)引力搜索算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化設(shè)計(jì)研究[D]. 侯驊玲.中北大學(xué) 2018
[5]門式起重機(jī)波紋腹板主梁結(jié)構(gòu)性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 吳永明.西南交通大學(xué) 2017
[6]基于靈敏度分析的橋式起重機(jī)箱梁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 馮慶歡.中北大學(xué) 2017
[7]基于改進(jìn)螢火蟲算法的橋式起重機(jī)主梁優(yōu)化方法研究[D]. 候聰亞.中北大學(xué) 2017
[8]基于改進(jìn)果蠅算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化設(shè)計(jì)研究[D]. 樊恒.中北大學(xué) 2017
[9]橋式起重機(jī)主梁拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 李佐斌.大連理工大學(xué) 2016
[10]基于波紋腹板的起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 趙登山.西南交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3635931
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 波紋腹板的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.2 蟻群算法的研究現(xiàn)狀
1.2.3 起重機(jī)箱形主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要內(nèi)容安排
1.4 本章小結(jié)
2 偏軌箱形波紋腹板梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 波紋腹板力學(xué)性能分析
2.1.1 波紋腹板的類型
2.1.2 梯形波紋腹板的抗彎抗剪性能
2.1.3 梯形波紋腹板的屈曲特性研究
2.2 偏軌箱形波紋腹板梁的結(jié)構(gòu)形式
2.2.1 直腹板形式雙梁橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
2.2.2 梯形波紋腹板的分布方式
2.2.3 偏軌箱形波紋腹板梁的參數(shù)確定
2.3 本章小結(jié)
3 基于蟻群算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究
3.1 蟻群算法的原理和連續(xù)域基本蟻群算法
3.1.1 蟻群算法的基本原理
3.1.2 連續(xù)域基本蟻群算法的構(gòu)建
3.2 CDACO算法的改進(jìn)
3.2.1 算法改進(jìn)措施
3.2.2 改進(jìn)CDACO算法流程
3.2.3 改進(jìn)CDACO算法測(cè)試函數(shù)仿真驗(yàn)證
3.3 基于改進(jìn)CDACO算法的典型主梁截面優(yōu)化
3.3.1 典型主梁截面優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 基于改進(jìn)CDACO算法的截面優(yōu)化
3.3.3 優(yōu)化結(jié)果的靜力學(xué)驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
4 偏軌箱形波紋腹板梁的尺寸優(yōu)化
4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概念
4.1.2 偏軌箱形波紋腹板梁結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的流程
4.2 偏軌箱形波紋腹板梁的數(shù)學(xué)模型建立
4.2.1 設(shè)計(jì)變量的確定與目標(biāo)函數(shù)的建立
4.2.2 設(shè)計(jì)變量的約束條件
4.3 基于改進(jìn)CDACO算法的波紋腹板梁優(yōu)化
4.3.1 算法運(yùn)行時(shí)控制參數(shù)的確定
4.3.2 優(yōu)化結(jié)果的整理與分析
4.4 本章小結(jié)
5 偏軌箱形波紋腹板梁力學(xué)性能分析
5.1 箱形梁有限元分析流程
5.1.1 有限元方法及軟件工具
5.1.2 有限元分析流程
5.2 兩種箱梁的有限元模型創(chuàng)建與前處理
5.2.1 創(chuàng)建兩種箱梁的幾何模型
5.2.2 兩種箱梁有限元分析的前處理
5.3 兩種箱梁的有限元仿真結(jié)果對(duì)比
5.3.1 靜力學(xué)仿真結(jié)果對(duì)比
5.3.2 線性屈曲分析仿真對(duì)比
5.3.3 模態(tài)分析仿真結(jié)果對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于人工蜂群的連續(xù)域蟻群優(yōu)化算法[J]. 周裊,葛洪偉,袁運(yùn)浩,蘇樹智. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2016(06)
[2]橋式起重機(jī)輕量化主梁結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究[J]. 焦洪宇,周奇才,李英,陳慶樟,許廣舉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[3]橋式起重機(jī)箱型主梁周期性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 焦洪宇,周奇才,吳青龍,李文軍,李英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]波紋腹板H型鋼梁抗剪承載力[J]. 李國(guó)強(qiáng),張哲,孫飛飛. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[5]求解連續(xù)空間優(yōu)化問題的量子蟻群算法[J]. 李盼池,李士勇. 控制理論與應(yīng)用. 2008(02)
[6]波折腹板工形構(gòu)件截面承載力設(shè)計(jì)方法[J]. 郭彥林,張慶林. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]波形鋼腹板-混凝土組合箱梁截面變形的擬平截面假定及其應(yīng)用研究[J]. 吳文清,葉見曙,萬水,胡成. 工程力學(xué). 2005(05)
[8]連續(xù)優(yōu)化問題的蟻群算法研究[J]. 高尚,鐘娟,莫述軍. 微機(jī)發(fā)展. 2003(01)
[9]波紋鋼腹板體外預(yù)應(yīng)力混凝土組合梁橋[J]. 宋建永,王彤,張樹仁. 東北公路. 2002(01)
[10]一種新的進(jìn)化算法——蟻群算法[J]. 張紀(jì)會(huì),徐心和. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 1999(03)
碩士論文
[1]連續(xù)域蟻群算法及其在電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中的應(yīng)用[D]. 姜道銀.江南大學(xué) 2018
[2]基于改進(jìn)布谷鳥搜索算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化方法研究[D]. 李志雄.中北大學(xué) 2018
[3]核電橋式起重機(jī)抗震分析及減震研究[D]. 楊擴(kuò)嶺.中北大學(xué) 2018
[4]基于改進(jìn)引力搜索算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化設(shè)計(jì)研究[D]. 侯驊玲.中北大學(xué) 2018
[5]門式起重機(jī)波紋腹板主梁結(jié)構(gòu)性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 吳永明.西南交通大學(xué) 2017
[6]基于靈敏度分析的橋式起重機(jī)箱梁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 馮慶歡.中北大學(xué) 2017
[7]基于改進(jìn)螢火蟲算法的橋式起重機(jī)主梁優(yōu)化方法研究[D]. 候聰亞.中北大學(xué) 2017
[8]基于改進(jìn)果蠅算法的橋式起重機(jī)主梁輕量化設(shè)計(jì)研究[D]. 樊恒.中北大學(xué) 2017
[9]橋式起重機(jī)主梁拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 李佐斌.大連理工大學(xué) 2016
[10]基于波紋腹板的起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 趙登山.西南交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3635931
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