港口門座起重機(jī)四連桿組合臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著港口物流事業(yè)的發(fā)展，作為港口裝卸機(jī)械中常用的機(jī)型之一的門座起重機(jī)的需求量快速提高，起重機(jī)的設(shè)計方法和設(shè)計手段也有了很大程度上的革新。20世紀(jì)以來隨著電子計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，起重機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計越來越受到工程設(shè)計人員的重視。起重機(jī)械結(jié)構(gòu)約占整機(jī)自重的60％，因此結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，減輕起重機(jī)技金屬結(jié)構(gòu)的自重是一個重要的研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的優(yōu)化算法有很大的局限性，隨著優(yōu)化問題的日趨復(fù)雜，很多問題難以解決。近年來仿生工程的發(fā)展，人們提出了一些不依賴于

2、問題本身的搜索方法，遺傳算法作為其中一種在許多領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用。有限單元法的應(yīng)用是結(jié)構(gòu)設(shè)計史上的一大突破，他給出了精確求解復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的方法。ANSYS是一款通用的有限元分析軟件，受到了很多設(shè)計人員的青睞。
　　 本文以16t-30m門座起重機(jī)為研究對象，在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，提取四連桿組合臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)外形尺寸參數(shù)。運(yùn)用材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的相關(guān)計算方法，建立臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用MATLAB遺傳算法工具

3、箱，實現(xiàn)臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，輸出優(yōu)化結(jié)果。運(yùn)用大型通用有限元分析軟件ANSYS，建立臂架系統(tǒng)的APDL參數(shù)化模型，驗算遺傳算法優(yōu)化結(jié)果的可行性，并以遺傳算法的優(yōu)化結(jié)果為迭代初始值，基于一階優(yōu)化方法進(jìn)一步對臂架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。經(jīng)圓整后，輸出最終優(yōu)化結(jié)果，達(dá)到提高起重機(jī)設(shè)計效率的目的。
　　 通過兩種優(yōu)化方法的結(jié)合，可以在滿足相關(guān)規(guī)范條件下，使結(jié)構(gòu)的重量更輕，截面尺寸參數(shù)更為合理，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性，為同類產(chǎn)品的設(shè)計提供理論依據(jù)