應(yīng)用基于單元應(yīng)力的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對某型號橋式起重機(jī)主梁截面進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,得到了矩形截面的橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)形式,隨后采用變密度法(SIMP)對該主梁形式下的主、副腹板進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果,新型主梁主腹板仍然采用實(shí)腹結(jié)構(gòu),而副腹板則以桁架結(jié)構(gòu)形式代替原有實(shí)腹結(jié)構(gòu)形式,有限元計(jì)算結(jié)果證明,該結(jié)構(gòu)形式在保證主梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度條件下,可以大幅度減輕主梁重量。該新型主梁的設(shè)計(jì)方案為橋式起重機(jī)主梁輕量化設(shè)計(jì)提供了一種新思路。

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圖2主梁截面進(jìn)化結(jié)果

。表1主梁截面尺寸參數(shù)Tab.1SizeParameterofGirderSection主梁參數(shù)數(shù)值上翼緣板厚度（mm）22下翼緣板厚度（mm）22上翼緣板寬度（mm）800下翼緣板寬度（mm）800主腹板厚度（mm）8副腹板厚度（mm）8主梁高度（mm）2000腹板間距（mm）....

圖3主梁約束、加載圖

叟叟叟叟叟叟叟叟叟叟叟叟（5）式中：x—設(shè)計(jì)變量；xe—單元相對材料密度；C（x）—結(jié)構(gòu)柔度；F—結(jié)構(gòu)所施加的載荷矩陣；U—位移矩陣；K—?jiǎng)偠染仃�；V（x）—在優(yōu)化后腹板的體積；V0—在優(yōu)化前腹板的體積；f—材料用量的百分比（體積系數(shù)）；Xmax—單元相對材料密度的最大值；Xmi....

圖7主梁軸測圖

zationObjectiveFunctionandIterative通過對拓?fù)浣Y(jié)果觀察發(fā)現(xiàn)，按照主、副腹板綜合去除30%材料的標(biāo)準(zhǔn)去除材料，材料的去除部分主要集中在副腹板，副腹板在去除材料后的結(jié)構(gòu)類似交叉式的桁架形式，而主腹板未去除材料。這為主梁腹板的設(shè)計(jì)提供了新思路。4基于拓....

圖9新型主梁三種工況下計(jì)算結(jié)果

4.2有限元分析利用ANSYS進(jìn)行主梁應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算，選取shell63單元進(jìn)行板殼建模，beam188單元桁架建模，對小車位于主梁左極限位置、跨中位置、右極限位置三種典型工況進(jìn)行加載計(jì)算。計(jì)算結(jié)果，如圖9所示。（a）小車在跨中位置新型主梁應(yīng)力（b）小車在跨中位置新型主梁位移（c）....

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