基于離散變量的平頭塔式起重機(jī)起重臂優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、塔式起重機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī))是建筑施工最主要設(shè)備之一，應(yīng)用范圍涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各工程領(lǐng)域。平頭塔式起重機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)平頭塔機(jī))是一種新式的塔式起重機(jī)，是近20年才發(fā)展起來(lái)的。沒(méi)有塔頭和拉桿是平頭塔機(jī)最顯著的結(jié)構(gòu)特征，這也是平頭塔機(jī)得名的由來(lái)。由于這一特殊的結(jié)構(gòu)形式才使平頭塔機(jī)與帶塔頭的塔機(jī)有了質(zhì)的區(qū)別，這也決定了平頭塔機(jī)具有自身的特點(diǎn)。其中起重臂是其最主要的特征組件，也是主要的結(jié)構(gòu)和工作部件，因此起重臂的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。研究一種新的、通用性強(qiáng)的設(shè)

2、計(jì)方法是十分必要的，也是很有現(xiàn)實(shí)意義的。
　　 與帶塔頭、拉桿的水平臂小車(chē)變幅式塔機(jī)相比，平頭塔機(jī)起重臂的受力狀況、連接方式明顯不同。立塔后無(wú)論是工作和非工作狀態(tài)，平頭塔機(jī)起重臂主弦桿受力狀態(tài)不變，上弦桿主要受拉，下弦桿主要受壓，沒(méi)有交變應(yīng)力的影響，其力學(xué)模型單一、簡(jiǎn)明。對(duì)于起重臂的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇各個(gè)臂節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸和部件材料，然后對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行校驗(yàn)。這種方法通常需要多次反復(fù)更改設(shè)計(jì)方案，重復(fù)校驗(yàn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)

3、力，對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高，并且最終方案也未必是最優(yōu)的。
　　 本文基于離散變量的遺傳算法對(duì)平頭塔機(jī)起重臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在簡(jiǎn)單介紹遺傳算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、特點(diǎn)和基本過(guò)程的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于簡(jiǎn)單遺傳算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序，最后進(jìn)行算例的計(jì)算和比較分析。針對(duì)臂節(jié)的形狀優(yōu)化問(wèn)題提出了一種新的算法——序列法，即對(duì)任何類(lèi)型的設(shè)計(jì)變量的離散可行域進(jìn)行排序，取各自的序號(hào)作為搜索變量，從而解決不同類(lèi)型變量的耦合問(wèn)題。根據(jù)起重臂形狀特點(diǎn)，對(duì)其截面結(jié)構(gòu)形狀