大跨度雙梁橋式起重機動剛度分析及優(yōu)化.pdf

1、近年來，我國橋式起重機在大噸位和大跨度方面的需求與日俱增，結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計是起重機制造材料剛強度水平大幅提升形勢下的必然要求。同時為了提高暴露在振動環(huán)境下的起重機操控人員的舒適性和其作業(yè)效率，起重機設(shè)計過程中必須要考慮振動幅值及振動衰減時間因素，因此針對現(xiàn)代起重機動剛度的分析與優(yōu)化工作顯得尤為重要。
　　本文首先利用三維建模軟件AutoCAD建立某雙梁大跨度單小車橋式起重機的全鋼結(jié)構(gòu)模型，基于Hypermesh網(wǎng)格生成平臺對簡化后

2、的起重機幾何模型進行了拓撲合理的精密網(wǎng)格劃分?；谀_本語言Python對Abaqus進行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了起重機橋架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模。從而建立了大跨度橋式起重機主梁的有限元仿真模型并對仿真模型進行了校核;
　　其次對大跨度橋式起重機的靜態(tài)剛強度和動剛度進行了分析，并對橋式起重機動剛度主要影響因素進行了分析:基于Abaqus中Frequency子步分析了小車位置和端梁支撐剛度影響下起重機前六階的模態(tài)特征和模態(tài)頻率。分析了起重機動剛度

3、的值及各因素的影響機理;
　　然后對橋式起重機動剛度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進行了建立:基于腳本語言Python對Abaqus主梁參數(shù)化建模和動靜態(tài)特性計算，并對系統(tǒng)的分析結(jié)果進行篩選和提取，最終成功地將起重機主梁尺寸的優(yōu)化設(shè)計過程集成到多學(xué)科設(shè)計平臺ISight，選用ISight平臺的多島遺傳算法對優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進行求解尋優(yōu);
　　最后，基于ISight平臺對某48m大跨度雙梁橋式起重機進行動剛度和質(zhì)量的雙目標優(yōu)化，通過設(shè)立目標函數(shù)、約

4、束條件和多島遺傳算法相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)對優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的自動求解，獲得主梁截面尺寸的最優(yōu)解，從而達到改善動態(tài)性能和結(jié)構(gòu)輕量化的目標。
　　最終優(yōu)化結(jié)果顯示:系統(tǒng)動剛度從原來的2.27Hz增加至2.67Hz，增加幅度到17.62％，結(jié)構(gòu)重量從原來的55.88ton降至52.58ton，降低幅度達5.91％。本文最終獲得的結(jié)果為能同時滿足起重機強度、剛度和動態(tài)特性和輕量化需求的最優(yōu)解，這能為橋式起重機的主梁動靜特性的優(yōu)化設(shè)計提供方法支持，最