基于改进响应面法的系列门式起重机结构可靠度分析系统研究

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门式起重机广泛应用于社会生产的各种场合。随着经济的发展,一方面更大更多的门式起重机投入使用,另一方面对安全生产的要求不断提高。因此对门式起重机设计可靠性研究就显得很有必要。而且门式起重机主要是由金属板件焊接而成的复杂结构,结构的可靠度在一定程度上能反映门式起重机的整机可靠性,故对其进行可靠度计算非常重要。响应面法是一种用于求解没有明确表达式且输入与输出的变量是高度非线性关系的复杂结构的可靠度计算方法。遗传算法是广泛用于极限值求解的现代化智能算法。本文用遗传算法代替响应面法中求解可靠度数据迭代的部分,形成了遗传算法改进响应面法计算结构可靠度的新方法。实例证明这样的改进能极大地提高可靠度求解效率。通过经典的蒙特卡罗法求解同一模型的可靠度,验证了本文改进响应面法的有效性。本文以门式起重机作为研究对象,应用可视化编程语言,利用尺寸驱动法,建立了基于三维建模软件的门式起重机结构参数化实体模型。用程序将实体模型导入有限元分析软件建立门架结构的有限元力学模型,利用计算软件之间的多次的数据交换处理,搭成求解门式起重机结构基于遗传算法改进的响应面模型,求解获得其可靠度来分析结构的可靠性。同时还将改进响应面法计算程序与模型参数化程序进行汇编,形成一个用于计算系列的门式起重机结构可靠度的分析系统。只需将建模、计算与分析所需的一系列参数输入系统中对应的窗口,就可以获得此次设计的门架结构的可靠度。避免了以往依靠经验给出的安全系数带来的弊端,为门架结构设计提供一个比较明确的可靠性理论支撑。门式起重机结构可靠度分析系统提高了门架结构的设计效率,一定程度上也提高了门式起重机作业现场的安全性。本文提出了门式起重机结构可靠度计算的新方法,编制了基于改进响应面法的系列双梁门式起重机结构可靠度分析系统,用工程实例验证了其有效性。该系统能提升新产品开发的效率,具有比较高的工程应用价值。
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