论文部分内容阅读
随着全球经济迅速发展,工业生产规模不断扩大,桥式起重机作为一种重要的物料装卸和搬运设备,广泛应用于建材、运输、矿山、制造业和石油化工等领域。目前,我国桥式起重机设计多采用传统的许用应力法和极限状态法,传统设计方法虽然能满足工程需要,但材料浪费严重、结构尺寸较大、能耗较高。桥架结构占桥式起重机总重60%~80%,而主梁又是桥架重要组成部分,是桥式起重机最主要的承载部件,为使我国桥式起重机向着安全可靠、轻量化、低能耗方向发展,对桥式起重机主梁进行结构优化设计显得尤为重要。本文采用改进退火-粒子群混合优化算法(SA-PSO)对桥式起重机主梁进行优化设计,其内容主要包括:(1)介绍桥式起重机结构组成,对其进行载荷计算。确定主梁截面的五个尺寸参数为设计变量,以制造工艺、边界尺寸、力学性能等方面的要求为约束条件,以主梁截面面积最小为目标函数,构建箱形主梁优化设计数学模型;(2)分析模拟退火算法(SA)和粒子群算法(PSO)的优缺点,取长补短,将“优选粒子”引入粒子群算法后,再与模拟退火算法相互结合,得到改进模拟退火-粒子群混合优化算法。通过测试函数和主梁优化实例对改进SA-PSO混合算法进行验证,证明改进SA-PSO混合优化算法的可行性和合理性;(3)以30t/25.5m正轨箱形双梁桥式起重机主梁为研究对象,以MATLAB软件为实现工具,运用改进SA-PSO混合算法对起重机主梁进行优化,优化后主梁截面面积减少到31230mm2,明显减轻主梁自重,达到优化设计目的;(4)利用有限元软件ABAQUS,对改进退火-粒子群混合算法优化后的正轨箱形双梁桥式起重机进行静态分析、模态分析和谐响应分析,分析结果表明优化后主梁符合强度、刚度要求,优化后桥式起重机结构合理、动态性能良好。