本文選題：履帶起重機　切入點：多重臂架系統(tǒng)　出處：《大連理工大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：履帶起重機以其優(yōu)越的可帶載移位特性被廣泛運用于國民建設中。隨著大型場館設施等建設需求,市場上對起重機的起升高度和幅度有了進一步的要求,出現(xiàn)了多重臂架履帶起重機。多重臂架履帶起重機的臂架系統(tǒng)由三個或者三個以上子起重臂架(主臂、塔式副臂、固定副臂)和保證其相對幾何關系的支撐構件(撐桿、拉板、變幅繩、桅桿)等組成。這些支撐構件的幾何參數(shù)直接影響整機起重性能,是總體設計的重要內容。 本文以具有主臂、塔式副臂和固定副臂的超起型多重臂架履帶起重機(SDWF組合工況)的臂架系統(tǒng)為研究對象,在對整機工作原理、臂架系統(tǒng)力學模型、多目標優(yōu)化求解方法、智能算法及MATLAB編程技術深入研究的基礎上,提出了一種優(yōu)化目標的建立方法,并設計智能算法對優(yōu)化問題進行求解。論文的主要研究工作和成果如下： (1)分析SDWF工況的組成和工作原理,分析整機在變幅平面內的外部載荷條件,抽象出臂架系統(tǒng)的力學模型,考慮構件自重采用平衡原理對構件進行受力分析,分別在固定副臂系統(tǒng)中改變撐桿和前拉板長度、在塔式副臂系統(tǒng)中改變前后撐桿和前后拉板長度、在主臂系統(tǒng)中改變桅桿、拉板、超起桅桿和超起后拉板的長度進行構件受力影響因素分析,研究變化趨勢得到一般性設計規(guī)律。 (2)參考履帶起重機的一般設計過程,提出先優(yōu)化主臂系統(tǒng)后優(yōu)化副臂系統(tǒng)的分層優(yōu)化思想。結合構件在不同影響因素下的變化趨勢,提出將基于成本的經(jīng)濟性指標作為撐桿類復雜焊接結構件的優(yōu)化目標函數(shù)。分析系統(tǒng)的幾何模型特點,以構件不失效和不干涉為原則設計約束條件,分別建立主臂系統(tǒng)和副臂系統(tǒng)的多目標優(yōu)化模型。 (3)研究多目標問題評價函數(shù)的構造方法,通過設計者輸入構件極限載荷情況,定義優(yōu)化目標的偏好函數(shù)區(qū)間,采用物理規(guī)劃方法建立基于偏好的多目標優(yōu)化問題的綜合評價函數(shù)。結合遺傳算法和粒子群算法的特點,設計基于Pareto支配的多目標混沌遺傳粒子群算法(MCGAPSO)進行求解。最后,基于MATLAB平臺編寫履帶起重機多重臂架組合系統(tǒng)優(yōu)化程序。 (4)以QUY750履帶起重機為優(yōu)化模型,輸入臂架參數(shù)、優(yōu)化參數(shù)、精度參數(shù)、工況參數(shù)和算法參數(shù),分別以構件受力和混合經(jīng)濟性指標為優(yōu)化目標,分析優(yōu)化算法在多重臂架履帶起重機優(yōu)化中的優(yōu)劣性,并驗證本文所提出建模方法的合理性和有效性。
[Abstract]:Crawler cranes have been widely used in the construction of Yu Guomin for their superior characteristics of load-shifting. With the construction demand for large-scale stadiums and facilities, there are further requirements for the lifting height and range of cranes in the market. Multiple boom crawler cranes appear. The boom system of multiple boom crawler cranes consists of three or more sub-lifting booms (main arm, tower arm, fixed accessory arm) and supporting elements (strut, plate) that guarantee their relative geometric relationship. The geometric parameters of these supporting members directly affect the lifting performance of the whole machine and are important contents of the overall design. In this paper, the working principle of the whole machine, the mechanical model of the boom system, and the optimization method of multi-objective optimization are studied, taking the arm system with the main arm, the tower arm and the fixed arm as the main arm and the multi-arm crawler crane under the SDWF combination working condition, and taking the working principle of the whole machine, the mechanical model of the boom system and the multi-objective optimization method as the research object. Based on the deep research of intelligent algorithm and MATLAB programming technology, a method of establishing optimization objectives is proposed, and an intelligent algorithm is designed to solve the optimization problem. The main research work and results are as follows:. 1) analyzing the composition and working principle of SDWF working condition, analyzing the external load condition of the whole machine in the variable amplitude plane, abstracting the mechanical model of the boom system, taking into account the self-weight of the member, using the balance principle to carry on the force analysis to the member. Changing the length of the brace and the front pull plate in the fixed accessory arm system, changing the front and back brace and the front and rear pulling plate length in the tower type accessory arm system, changing the mast and the pulling plate in the main arm system, The influence factors of the component force on the length of the overloaded mast and the overhoisting plate are analyzed, and the general design rules are obtained by studying the variation trend. 2) referring to the general design process of crawler crane, the idea of optimizing the main arm system first and then the accessory arm system is put forward. The cost based economic index is proposed as the optimization objective function of the support rod type of complex welded structural parts. The geometric model characteristics of the system are analyzed and the constraint conditions are designed based on the principle of non-failure and non-interference of the components. The multi-objective optimization models of the main arm system and the accessory arm system are established respectively. 3) the method of constructing evaluation function for multi-objective problem is studied. The interval of preference function of optimization objective is defined by the designer input the limit load of component. Based on the characteristics of genetic algorithm and particle swarm optimization, a multi-objective chaotic genetic particle swarm optimization algorithm based on Pareto is designed to solve the problem. The optimization program of multi-boom system of crawler crane is compiled based on MATLAB platform. Taking the QUY750 crawler crane as the optimization model, the parameters of boom, optimization, precision, operating condition and algorithm are input, and the optimization targets are the component bearing force and the mixed economic index, respectively. The advantages and disadvantages of the optimization algorithm in multi-boom crawler crane are analyzed, and the rationality and validity of the modeling method proposed in this paper are verified.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH213.7

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本文編號：1641092