發(fā)布時間：2020-06-04 02:53

【摘要】： 目前,國內(nèi)平頭塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計多以傳統(tǒng)類比方法和靜態(tài)性能計算為主,導(dǎo)致一些平頭塔機(jī)存在著結(jié)構(gòu)自重大,構(gòu)造不合理,動態(tài)性能差等問題。針對以上問題,本文以某型平頭塔機(jī)為對象,將現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法引入平頭塔機(jī)起重臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性約束的條件下,以期達(dá)到起重臂動態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)重量輕的目的。 根據(jù)《塔式起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》對平頭塔機(jī)的載荷及約束進(jìn)行簡化處理,運用大型有限元通用程序ANSYS建立起重臂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化有限元模型,并對起重臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析,從而求得起重臂結(jié)構(gòu)在各工況作用下的靜力響應(yīng)情況及起重臂結(jié)構(gòu)的各階固有頻率。對起重臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,以求出起重臂結(jié)構(gòu)對各階振動頻率的響應(yīng)狀況,確定對起重臂動態(tài)性能影響最大的是結(jié)構(gòu)第二階固有頻率。根據(jù)分析結(jié)果,將起重臂結(jié)構(gòu)重量最輕、第二階固有頻率最大作為優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo),建立起重臂結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型。 鑒于起重臂結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化問題設(shè)計變量多,且多為離散值,運用傳統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化方法求解難度較大,本文采用非劣排序NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法求解,并利用iSIGHT多學(xué)科優(yōu)化平臺,將ANSYS有限元分析與NSGA-Ⅱ算法集成,使優(yōu)化過程得以自動完成,最終得出Pareto最優(yōu)解集,經(jīng)權(quán)衡兩優(yōu)化目標(biāo),從最優(yōu)解集中選取了具有較好綜合性能的妥協(xié)解作為最優(yōu)化設(shè)計方案。經(jīng)驗證分析,所取方案達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化效果。
【圖文】：

式任務(wù);實行并行處理;檢測點基礎(chǔ)上的重新運行以及單步運行。2.過程集成:過程集成可以快速禍合各種不同學(xué)科的應(yīng)用軟件以及不同編程語言和格式的仿真代碼(iSIGHT所能集成的應(yīng)用軟件如圖2一3所示)。該界面中可以完成數(shù)據(jù)流和控制流的定義或者編輯，整個過程都是可視化的，并且提供過程的可視化視圖;方便導(dǎo)航和操作。isIGHT中任務(wù)的結(jié)構(gòu)化、分級任務(wù)描述手段既可以保證每個任務(wù)有獨立的設(shè)計學(xué)習(xí)策略，也使它具有了非常強(qiáng)大的支持各種多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法的能力。3.參數(shù):islGHT的參數(shù)界面提供了類似于電子表格形式的操作風(fēng)格。在這樣的操作界面中，用戶可以很容易地定義設(shè)計變量、目標(biāo)變量、約束和各個變量的初始值。設(shè)計變量與前面定義的設(shè)計變量的意義是相同的，都是為了滿足設(shè)計目標(biāo)和約束可以改變的輸入?yún)?shù)。設(shè)計目標(biāo)是根據(jù)輸入、輸出和用戶設(shè)計意圖下指定的最大或者最小的期望情況，約束表達(dá)參數(shù)則必須位于的值域或者區(qū)間�！疚讈兊酵偃υ盐桩嬞绮晃孜讈哴l翅畫醚聲聲挑二珍珍.}溢扁康織 {{{{{卜一林系縱卜葉蜘磁 ---巨叢絲{唾全到漁魚賡園~匕巫二創(chuàng)r些塹到巨魚絲塞到今M。‘hw。比S獷MorP卜er令3OFY令O醉一Stru以.PmM村打口nl口今Ma幼。b令今M召thC之d令今S·PLUS令.…圖2一3FLOWM舀Ster GTPRO NASANPSSiSIGHTD.n.側(cè)l·Cr1PAdst時an令MS三xee!今 TCLTK今Jova，CFORTRAN今尸嗯d.SonP亡.V巨..LSF.、.所能集成的應(yīng)用軟件

3.3.1某型平頭塔機(jī)基本參數(shù)本論文的具體研究對象為某建筑機(jī)械廠的某型平頭塔機(jī)，某型平頭塔機(jī)為上回轉(zhuǎn)小車變幅自升式起重機(jī)，外形如圖3一1所示。其主要性能參數(shù)如下:額定起重力矩:65(t.m)最大工作幅度:50(m)最小工作幅度:2.5(m)最大起重量:6(t)最大工作幅度起重量:1.3(t)起升速度:40/80(m/min)回轉(zhuǎn)速度:0.72(n加in)回轉(zhuǎn)制動時間:巧(s)變幅速度:41/82(in加in)起升機(jī)構(gòu)倍率:2/4塔身橫截面尺寸:1600x1600(mm)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高:2800(mm)起重臂截面高度:1500(mm)起重臂截面寬度:1120(mm)沙戈價、攀聰漪價峨粼井代豁價叮民碗班贏裂華熟棄興落璐攀一硯診瀟r派夢賺嘴井燕一贊價拼魷租徽城徐軟燕戴舉熟哪圖3一1某型平頭塔機(jī)外觀某型平頭塔機(jī)起重臂由5節(jié)組合而成，每節(jié)長10m，結(jié)構(gòu)總重5.665t。該起重臂截面為等腰三角形，沿臂長為等截面。起重臂上、下弦桿材質(zhì)均為Q345B，腹桿為Q235B，上弦桿為圓鋼，下弦桿由兩根角鋼拼焊而成的方管，，斜腹桿及水平腹桿均為鋼管，起重臂各桿件具體型式、規(guī)格詳見表3一1。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH213.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 康大平;;橋梁無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的有限元分析[J];科技資訊;2011年17期

2 李欽奉;吳彰松;李瓊;;單臂回轉(zhuǎn)艇筏吊架托盤的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計[J];機(jī)械制造與自動化;2011年04期

3 吳銳;高恩全;杜柏齡;柳杰;;離心鋼管混凝土扭轉(zhuǎn)性能有限元分析方法研究[J];公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版);2011年06期

4 周文昌;王進(jìn);馬軍星;劉曉婷;;PT25高空作業(yè)平臺轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的分析與比較[J];建筑機(jī)械化;2011年07期

5 陳軍權(quán);徐杏華;;m:河渡槽預(yù)應(yīng)力有限元分析[J];建筑技術(shù)開發(fā);2010年03期

6 劉廣利;吳坤;魏泰;;SGZ630刮板運輸機(jī)鏈輪的有限元分析[J];中國產(chǎn)業(yè);2011年04期

7 陳雪菊;殷芬;;基于有限元的減速器箱體靜力學(xué)分析[J];科技信息;2011年16期

8 田豐果;吳錦行;吳艷英;嚴(yán)雄;寇貴岳;;基于CATIA的汽車輪轂設(shè)計[J];科技致富向?qū)?2011年20期

9 蔡棟;李寶林;秦嚴(yán)彬;李雪松;;基于Pro/E平臺的特種與非公路車橋輪轂有限元分析及優(yōu)化設(shè)計[J];商用汽車;2011年14期

10 劉科;郭世永;;基于ANSYS的油壓機(jī)有限元分析[J];機(jī)械制造與自動化;2011年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 朱健;龍莉萍;;平面KT型圓管相貫節(jié)點極限承載力有限元分析[A];第九屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

2 甘明;李楚舒;;雜交空間結(jié)構(gòu)程序(HSA)開發(fā)[A];第八屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1997年

3 蔣紅斐;常新生;;有限單元法中三角網(wǎng)的自動劃分[A];第三屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];1994年

4 吳子燕;石志民;;鋼筋—鋼纖維混凝土板沖切強(qiáng)度計算及有限元分析[A];第三屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];1994年

5 白冰;李遇春;;減荷條件下上埋式圓形結(jié)構(gòu)物周邊土壓力分析[A];第六屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第三卷）[C];1997年

6 武振宇;譚慧光;;不等寬T型方管節(jié)點塑性鉸線分析模型的研究[A];第七屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅰ卷）[C];1998年

7 張美超;肖進(jìn);黃文華;李義凱;鐘世鎮(zhèn);;腰椎小關(guān)節(jié)接觸模型的有限元分析[A];解剖學(xué)雜志——中國解剖學(xué)會2002年年會文摘匯編[C];2002年

8 俞程亮;趙洪倫;;復(fù)合材料三明治夾層結(jié)構(gòu)的有限元分析研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

9 李翔;劉汗青;;同濟(jì)曙光軟件在公路與鐵路近距離并行隧道有限元分析中的應(yīng)用[A];中國土木工程學(xué)會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集[C];2006年

10 吳彥;;國產(chǎn)大功率采煤機(jī)搖臂CAE分析[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 龔逸奇;渤船重工成功研發(fā)船舶有限元分析計算軟件[N];中國船舶報;2009年

2 晨鐘;攀鋼采用有限元分析鋼軌精軋工藝[N];世界金屬導(dǎo)報;2003年

3 孟晶;CAD/CAE技術(shù)亟須走出象牙塔[N];中國化工報;2006年

4 本報記者 高麗華;一本萬利的投資[N];計算機(jī)世界;2005年

5 柯文;實施制造業(yè)信息化,提升北石廠自主創(chuàng)新能力[N];科技日報;2006年

6 迪聲;新船重工修煉有限元分析能力[N];中國船舶報;2005年

7 安世亞太 孟志華;ANSYS穩(wěn)健設(shè)計[N];中國航空報;2005年

8 高文;技術(shù)與應(yīng)用齊步走[N];計算機(jī)世界;2006年

9 劉友存;日本軋鋼技術(shù)發(fā)展概況與展望[N];中國冶金報;2007年

10 張允峰 彭國勛;CAE技術(shù)在空調(diào)器木包裝箱優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[N];中國包裝報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李洪林;藥物發(fā)現(xiàn)及靶向虛擬篩選的算法與程序設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2005年

2 畢見強(qiáng);2A12鋁塊體超細(xì)晶材料的制備、模擬及細(xì)化機(jī)制的研究[D];山東大學(xué);2005年

3 孟燕;鐵路智能運輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究[D];鐵道部科學(xué)研究院;2005年

4 劉天豐;非對稱管殼式換熱器結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)中的問題研究[D];浙江大學(xué);2005年

5 王慶雷;動力化髖關(guān)節(jié)外固定器的研制及其相關(guān)研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2006年

6 徐海良;單泵與儲料罐組合的深海采礦軟管輸送系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2004年

7 劉少源;高速公路汽車與護(hù)欄碰撞的動力特性研究[D];清華大學(xué);1994年

8 徐志科;行波型超聲波電機(jī)的模型仿真與試驗研究[D];東南大學(xué);2005年

9 趙學(xué)濤;縱彎復(fù)合振動模態(tài)球型超聲電機(jī)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

10 王繼峰;基于可達(dá)性的交通規(guī)劃方法研究[D];清華大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馮強(qiáng);基于平頭塔式起重機(jī)起重臂動態(tài)性能的多目標(biāo)優(yōu)化[D];西南交通大學(xué);2008年

2 江務(wù)學(xué);改進(jìn)的遺傳算法及其在多目標(biāo)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2005年

3 趙光哲;基于遺傳算法的大學(xué)排課問題的研究[D];延邊大學(xué);2006年

4 韓欣艷;基于改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法的軋制規(guī)程優(yōu)化設(shè)計[D];燕山大學(xué);2011年

5 王達(dá);遺傳算法用于多目標(biāo)過程優(yōu)化綜合的研究[D];青島科技大學(xué);2005年

6 耿玉磊;改進(jìn)的多目標(biāo)優(yōu)化遺傳算法及多目標(biāo)優(yōu)化軟件的研制[D];福建農(nóng)林大學(xué);2005年

7 王國萍;多目標(biāo)優(yōu)化的電梯群控算法[D];華中科技大學(xué);2005年

8 李玲;綿陽市涪江水環(huán)境承載力研究[D];西南交通大學(xué);2007年

9 張安英;遺傳算法在多目標(biāo)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2008年

10 崔麗;基于免疫遺傳計算的鉆前工程多目標(biāo)優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2009年

本文編號：2695782