基于遺傳算法的船用甲板起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、船用甲板起重機(jī)是一種專門在水上從事起重作業(yè)的工程船舶起重機(jī)，其應(yīng)用非常廣泛。近年來隨著海上石油開發(fā)，需要依靠特大型的起重機(jī)來完成鉆井平臺(tái)的建設(shè)與安裝。為了適應(yīng)船舶大型化對裝卸速度的迫切需要，各種起重機(jī)正向高效、大型化的方向發(fā)展。這些都導(dǎo)致起重機(jī)的尺寸不斷增大，載荷和自身重量不斷增加。臂架是船用起重機(jī)把吊重傳遞到回轉(zhuǎn)平臺(tái)的主要構(gòu)件，它承受著起重機(jī)的各種外部載荷，除了自身必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，還對整機(jī)的自重、穩(wěn)定性及整機(jī)性能有著

2、重要影響。隨著船用甲板起重機(jī)日趨大型化，其臂架的重量也不斷的增大，耗鋼量劇增。臂架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的是否合理，將直接影整機(jī)的各項(xiàng)性能。在滿足起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下盡量減輕臂架的重量，具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。因此對船用甲板起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的力學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常必要的。
　　 本文以300t船用甲板起重機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目為背景，運(yùn)用大型通用有限元分析軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL建立臂架結(jié)構(gòu)專用分析程序，實(shí)現(xiàn)臂架結(jié)

3、構(gòu)參數(shù)化建模、靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，輸出應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果并提取各階模態(tài)固有頻率，繪制相應(yīng)的振型圖的全過程。通過分析發(fā)現(xiàn)原有設(shè)計(jì)的不合理之處并及時(shí)調(diào)整。以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，建立臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。確定以臂架結(jié)構(gòu)質(zhì)量最輕為優(yōu)化目標(biāo)，建立了目標(biāo)函數(shù)文件，選取了臂架結(jié)構(gòu)12個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)為優(yōu)化變量，同時(shí)考慮臂架需滿足的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和幾何約束條件建立了約束方程。運(yùn)用遺傳算法工具箱實(shí)現(xiàn)臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到各變量優(yōu)化值。對最優(yōu)解圓整處理，得