本文關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)靜動態(tài)分析及多目標(biāo)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國內(nèi)橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多以靜態(tài)設(shè)計(jì)方法為主,設(shè)計(jì)的橋式起重機(jī)存在著結(jié)構(gòu)自重大、動態(tài)性能差等問題。針對這些問題,本文以有限元理論為基礎(chǔ),將多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法引入到橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度約束的條件下,以期實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)動態(tài)性能優(yōu)的目的。論文的主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)企業(yè)提供的圖紙數(shù)據(jù)建立合理的橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)有限元模型,運(yùn)用有限元分析軟件對其進(jìn)行靜力學(xué)分析,并提取靜力學(xué)分析結(jié)果作為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的狀態(tài)變量;在靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上對橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析(即模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析),得到橋架結(jié)構(gòu)前六階固有頻率及相應(yīng)的振型,提取對橋架結(jié)構(gòu)動態(tài)性能影響最大的那階固有頻率,作為橋架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)之一。其次,對橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的起升過程進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析,當(dāng)滿載小車位于主梁跨中位置時(shí),得到了主梁跨中節(jié)點(diǎn)的位移響應(yīng)曲線、速度響應(yīng)曲線、加速度響應(yīng)曲線、最大動位移。并利用最大動位移對起升動載系數(shù)進(jìn)行修正。最后,根據(jù)分析結(jié)果,以質(zhì)量最輕(截面積最小)和第三階固有頻率最大為目標(biāo)函數(shù),以尺寸約束、強(qiáng)度約束、剛度約束、工藝約束等為約束條件,建立橋架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用改進(jìn)非支配序列遺傳算法NSGA-II對其進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),最終得到Pareto最優(yōu)解集。從Pareto解集中選取一組綜合性能較優(yōu)的妥協(xié)解作為最終優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。并將優(yōu)化設(shè)計(jì)方案與初始方案進(jìn)行對比,驗(yàn)證了優(yōu)化方案的可行性與優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機(jī) 靜動態(tài)分析 瞬態(tài)動力學(xué)分析 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) NSGA-II
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH215
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 課題相關(guān)內(nèi)容研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 2 橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)有限元模型建立19-26
• 2.1 橋架結(jié)構(gòu)基本參數(shù)19-20
• 2.2 橋架結(jié)構(gòu)有限元模型的建立20-25
• 2.2.1 建立參數(shù)化幾何模型21-24
• 2.2.2 定義材料及網(wǎng)格劃分24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)靜動態(tài)分析26-40
• 3.1 橋架結(jié)構(gòu)性能要求26-27
• 3.2 橋架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析27-32
• 3.2.1 靜態(tài)分析理論27-28
• 3.2.2 橋架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析中的計(jì)算載荷28-30
• 3.2.3 橋架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析中的計(jì)算工況30-31
• 3.2.4 橋架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析結(jié)果討論31-32
• 3.3 橋架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析32-37
• 3.3.1 模態(tài)分析理論32-34
• 3.3.2 橋架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析34-37
• 3.4 橋架結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析37-39
• 3.4.1 諧響應(yīng)分析理論37-38
• 3.4.2 橋架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動力學(xué)分析40-47
• 4.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析理論40-41
• 4.2 起升過程瞬態(tài)動力學(xué)析41-46
• 4.2.1 起升機(jī)構(gòu)的工作過程41
• 4.2.2 起升機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型41-43
• 4.2.3 瞬態(tài)激勵力作用時(shí)間確定43-44
• 4.2.4 瞬態(tài)動力學(xué)分析的其他參數(shù)44
• 4.2.5 瞬態(tài)動力學(xué)結(jié)果分析44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)47-66
• 5.1 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論47-50
• 5.1.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題的定義47-48
• 5.1.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題常用求解方法48-49
• 5.1.3 多目標(biāo)遺傳算法NSGA-II49-50
• 5.2 橋架結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型50-55
• 5.2.1 目標(biāo)函數(shù)的確定50-51
• 5.2.2 設(shè)計(jì)變量的確定51
• 5.2.3 約束條件的確定51-55
• 5.3 優(yōu)化實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化結(jié)果分析55-64
• 5.3.1 算法參數(shù)設(shè)置55-58
• 5.3.2 優(yōu)化過程監(jiān)控58-60
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果與分析60-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所得的研究成果73-74
• 致謝74-75

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本文編號：286755