480t桥式起重机主梁结构多目标优化设计

发布时间：2020-05-24 06:26

【摘要】：桥式起重机作为一种物料搬运的大型机械,在工业生产的各个领域都有着举足轻重的作用,本文以480t桥式起重机为研究对象,对整个桥式起重机关键零部件进行结构设计,并分析主梁多工况特征,使用有限元原理确定了主梁具有较大的轻量化空间,并采用多目标拓扑优化、多目标尺寸优化等方法实现主梁结构的轻量化,课题主要研究内容包括以下几个方面:(1)依据实际需求对480t桥式起重机进行了总体设计,设计的起重机能够根据物料的重量选择不同的小车,包括最大起吊吨位480t和副吊钩起吊吨位100t两种。(2)对起重机主梁进行多工况静动态特性分析,得到主梁在各个工况下的刚度、强度特性,并通过模态分析获取主梁的前6阶固有频率及对应的振型,结果表明主梁具有较大的轻量化空间且不会发生共振。(3)运用基于折衷规划法的多工况拓扑优化方法,综合考虑各个工况进行多目标拓扑优化,根据优化结果,建立了主梁新模型,通过有限元分析及对比发现,优化后主梁的刚度、强度显著提高,重量降低了6.028t,占比9.42%。(4)以灵敏度分析结果为依据得到了优化设计变量,建立了多目标优化的数学模型;经多目标优化求解,得到了桥式起重机主梁最优结构的详细参数;有限元对比分析表明,优化后在刚度基本不变的情况下,桥式起重机主梁质量减轻了2.94%,优化设计效果明显。
【图文】：

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文方法因能在概念设计阶段提供轻质、高效的结构形式和方案可以提供主梁筋板的最佳尺寸，，对于主梁结构轻量化具有较据选取主梁结构优化变量的不同，其结构优化被分为三个层状优化和尺寸优化，分别对应主梁结构的概念设计、基本设。拓扑优化是一种载荷驱动的寻求最佳材料布局的设计方法、飞机、汽车、机床等领域得到了广泛应用，该方法是随着机科学的发展而发展起来的，属于较高层次的优化方法。将梁的创新设计中，具有重要研究价值。

空、飞机、汽车、机床等领域得到了广泛应用，该方法是随着算机科学的发展而发展起来的，属于较高层次的优化方法。将主梁的创新设计中，具有重要研究价值。图 1-1 桥式起重机工作图Fig. 1-1 Working diagram of bridge crane
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH215

【参考文献】

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本文编号：2678593