基于組合策略的橋式起重機結(jié)構優(yōu)化方法研究.pdf

1、本文闡述了優(yōu)化設計的產(chǎn)生、應用及未來趨勢,并進一步分析了目前在橋式起重機結(jié)構優(yōu)化中的缺陷與不足。由于起重機優(yōu)化中存在強度、剛度、穩(wěn)定性、幾何尺寸等大量的約束,造成優(yōu)化變量的可行域非常復雜,而最優(yōu)解往往在可行域的邊界上,所以傳統(tǒng)的優(yōu)化方法存在著不容易找到全局最優(yōu)解的缺點。這些優(yōu)化設計的缺陷與不足,使得橋式起重機結(jié)構優(yōu)化越來越不能滿足市場的需求。因此,迫切需要采用更加穩(wěn)定可靠的優(yōu)化設計方法對傳統(tǒng)優(yōu)化設計方法和計算模型進行技術提升,以生產(chǎn)出質(zhì)

2、高價廉、輕巧美觀、性能可靠的橋式起重機,縮短產(chǎn)品的設計周期,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的競爭力和技術創(chuàng)新能力。 傳統(tǒng)的優(yōu)化方法具有一定的局限性,如需要梯度信息、凸規(guī)劃、單峰問題等等。而在實際應用領域中存在著各種高度復雜的優(yōu)化問題,這類復雜優(yōu)化問題用傳統(tǒng)的方法難以求解,因此多年來人們一直在努力尋找能夠處理這類問題的高效的、更穩(wěn)健的全局最優(yōu)化技術。針對當前多極值函數(shù)全局尋優(yōu)問題中,各種全局優(yōu)化算法具有全局尋優(yōu)能力但不能確保尋到全局最優(yōu)的

3、狀況,本文在研究復合形法和正交網(wǎng)格法的基礎上,提出了一種新的組合式全局尋優(yōu)策略。該策略將改進的復合形法和正交網(wǎng)格法進行有機組合,充分利用復合形法算法簡單且局部搜索穩(wěn)定和正交網(wǎng)格法全局搜索穩(wěn)定的特點協(xié)同尋優(yōu)。由于新算法具有強優(yōu)弱劣的組合機制,強化了各自的優(yōu)點,弱化了各自的缺點,實現(xiàn)了機制的融合,達到了行為和結(jié)構的互補,從而可以獲得較好的尋優(yōu)效率和尋優(yōu)效果。 本文以Visual C++6.0為軟件開發(fā)平臺,以整機重量最輕為目標函數(shù),

4、確定主、端梁的5個優(yōu)化變量,以強度、剛度、穩(wěn)定性為約束,確定40個約束函數(shù),建立橋式起重機結(jié)構優(yōu)化數(shù)學模型。將組合算法、復合形法和正交網(wǎng)格法分別應用于橋式起重機的結(jié)構優(yōu)化,對結(jié)果進行比較和分析。組合算法能夠更大地降低橋式起重機的制造成本,達到提高整機性能和經(jīng)濟效益,減少能源及鋼材消耗的目的。它能夠指導產(chǎn)品設計與開發(fā),提高起重機設計質(zhì)量、報價速度和水平及產(chǎn)品競爭能力,為行業(yè)提供了現(xiàn)代設計手段。新的組合算法對于約束非線性離散變量優(yōu)化設計具有