應用基于單元應力的漸進結構優(yōu)化方法對某型號橋式起重機主梁截面進行拓撲優(yōu)化,得到了矩形截面的橋式起重機主梁結構形式,隨后采用變密度法(SIMP)對該主梁形式下的主、副腹板進行拓撲優(yōu)化,根據(jù)拓撲優(yōu)化結果,新型主梁主腹板仍然采用實腹結構,而副腹板則以桁架結構形式代替原有實腹結構形式,有限元計算結果證明,該結構形式在保證主梁結構強度、剛度條件下,可以大幅度減輕主梁重量。該新型主梁的設計方案為橋式起重機主梁輕量化設計提供了一種新思路。

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圖2主梁截面進化結果

。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—設計變量；xe—單元相對材料密度；C（x）—結構柔度；F—結構所施加的載荷矩陣；U—位移矩陣；K—剛度矩陣；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通過對拓撲結果觀察發(fā)現(xiàn)，按照主、副腹板綜合去除30%材料的標準去除材料，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構類似交叉式的桁架形式，而主腹板未去除材料。這為主梁腹板的設計提供了新思路。4基于拓....

圖9新型主梁三種工況下計算結果

4.2有限元分析利用ANSYS進行主梁應力應變計算，選取shell63單元進行板殼建模，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行加載計算。計算結果，如圖9所示。（a）小車在跨中位置新型主梁應力（b）小車在跨中位置新型主梁位移（c）....

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