【摘要】： 目前,國內平頭塔機結構設計多以傳統類比方法和靜態(tài)性能計算為主,導致一些平頭塔機存在著結構自重大,構造不合理,動態(tài)性能差等問題。針對以上問題,本文以某型平頭塔機為對象,將現代優(yōu)化設計方法引入平頭塔機起重臂的結構設計中,在滿足結構強度、剛度、穩(wěn)定性約束的條件下,以期達到起重臂動態(tài)性能好、結構重量輕的目的。 根據《塔式起重機設計規(guī)范》對平頭塔機的載荷及約束進行簡化處理,運用大型有限元通用程序ANSYS建立起重臂結構的參數化有限元模型,并對起重臂結構進行了有限元結構分析、模態(tài)分析,從而求得起重臂結構在各工況作用下的靜力響應情況及起重臂結構的各階固有頻率。對起重臂結構進行了諧響應分析,以求出起重臂結構對各階振動頻率的響應狀況,確定對起重臂動態(tài)性能影響最大的是結構第二階固有頻率。根據分析結果,將起重臂結構重量最輕、第二階固有頻率最大作為優(yōu)化設計的目標,建立起重臂結構多目標優(yōu)化問題的數學模型。 鑒于起重臂結構多目標優(yōu)化問題設計變量多,且多為離散值,運用傳統的多目標優(yōu)化方法求解難度較大,本文采用非劣排序NSGA-Ⅱ多目標遺傳算法求解,并利用iSIGHT多學科優(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,經權衡兩優(yōu)化目標,從最優(yōu)解集中選取了具有較好綜合性能的妥協解作為最優(yōu)化設計方案。經驗證分析,所取方案達到了預期的優(yōu)化效果。
【圖文】：

式任務;實行并行處理;檢測點基礎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科的應用軟件以及不同編程語言和格式的仿真代碼(iSIGHT所能集成的應用軟件如圖2一3所示)。該界面中可以完成數據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;方便導航和操作。isIGHT中任務的結構化、分級任務描述手段既可以保證每個任務有獨立的設計學習策略，也使它具有了非常強大的支持各種多學科設計優(yōu)化方法的能力。3.參數:islGHT的參數界面提供了類似于電子表格形式的操作風格。在這樣的操作界面中，用戶可以很容易地定義設計變量、目標變量、約束和各個變量的初始值。設計變量與前面定義的設計變量的意義是相同的，都是為了滿足設計目標和約束可以改變的輸入參數。設計目標是根據輸入、輸出和用戶設計意圖下指定的最大或者最小的期望情況，約束表達參數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�！甴w。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.、.所能集成的應用軟件

3.3.1某型平頭塔機基本參數本論文的具體研究對象為某建筑機械廠的某型平頭塔機，某型平頭塔機為上回轉小車變幅自升式起重機，外形如圖3一1所示。其主要性能參數如下: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)回轉速度:0.72(n加in)回轉制動時間:巧(s)變幅速度:41/82(in加in)起升機構倍率:2/4塔身橫截面尺寸:1600x1600(mm)塔身標準節(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某型平頭塔機外觀某型平頭塔機起重臂由5節(jié)組合而成，每節(jié)長10m，結構總重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。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH213.3

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本文編號：2695782