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近年来,桥式起重机在工业生产中的地位越来越重要。目前国内桥式起重机结构设计大多以传统的经验法和静态设计法为主,结构设计水平不高,使得一些桥式起重机存在结构质量大、动态性能差等问题。针对这些问题,本文以有限元分析理论为基础,将现代结构优化设计方法引入到桥式起重机的结构设计中,在满足结构的强度、刚度以及稳定性约束的条件下,达到桥式起重机结构动态性能优、结构质量轻的目的。论文的主要内容如下：(1)采用APDL语言和命令流相结合的方法,建立了桥式起重机结构有限元参数化模型,并结合桥式起重机的实际工作情况,对其计算载荷及计算工况做了详细分析,在此基础上利用ANSYS对模型进行了静态分析,并提取分析结果作为多目标优化问题的约束条件。考虑到动刚度对桥式起重机结构动态性能的影响,对模型进行了动态分析(模态分析和谐响应分析),最后提取影响结构动态性能最大的固有频率,作为多目标优化问题的目标函数之一。(2)根据分析结果,将桥式起重机金属结构质量最轻、第5阶固有频率最大作为优化目标,建立了桥式起重机多目标动态优化数学模型。对NSGA-II算法做了改进,采用均匀设计的思想产生初始种群,引入了算术交义算子,并以此进行多目标优化求解。最后提出利用iSIGHT将改进的优化算法通过matlab与ANSYS有限元分析进行集成,采用NSGA-II算法与改进算法分别对桥式起重机结构进行多目标优化,通过优化结果对比验证了改进算法的有效性和优越性,最终确定了一套综合性能比较优的设计方案。(3)为了验证优化方案的有效性,对优化后的桥式起重机结构进行了振动试验。在某起重机制造厂搭建桥式起重机的振动测试平台,利用多点激励法测试出桥式起重机结构的前6阶固有频率,并通过与优化方案的结果进行对比,验证了优化方法的可行性和有效性。本文通过理论分析,并结合先进的优化软件平台及技术,最后进行实例测试,验证本文的建模方法和优化方法的有效性,为提高桥式起重机的结构设计提供了一条新的设计途径,对桥式起重机的发展具有重要的工程实际价值。