桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究

发布时间：2017-04-10 13:26

  本文关键词：桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机是现代生产活动中非常重要的搬运工具，被广泛应用于各个领域的生产活动中。桥式起重机作为最常见的起重机类型之一，其具有空间利用率高、运行效率和可靠性高、以及运行平稳等优点。箱形结构的主梁作为桥式起重机的主要构成部件，对于起重机的安全性和经济性起着决定性的作用。目前起重机箱形主梁普遍存在结构偏重、材料浪费严重等问题，严重阻碍了起重机的应用发展。 本文以双梁桥式起重机的箱形主梁为研究对象，将快速设计与轻量化设计技术相结合，，实现了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计，有效的提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和质量。本文研究内容如下： （1）以GB/T3811-2008和起重机设计手册等起重机设计相关工具书为设计理论基础，研究了桥式起重机箱形主梁的截面设计和相关的校核设计及计算，实现了起重机箱形主梁截面参数的快速设计计算。以参数化设计方法为基础，通过研究数据库技术，实现了桥式起重机箱形主梁三维实体模型的快速设计。 （2）研究了基本遗传算法的原理及其优缺点，在对基本量子遗传算法的研究基础上，提出了一种改进量子遗传算法，通过标准测试函数验证了改进量子遗传算法的可行性。并将改进遗传算法应用于桥式起重机箱形主梁截面参数的优化中，实现了起重机箱形主梁在满足其各种约束条件的前提下，主梁截面面积减小即减轻重量的目的，验证了改进遗传算法在起重机主梁轻量化中的可行性。 （3）根据以上理论研究和实现方法，开发了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统。基于Visual Basic开发平台，建立良好的人机交互界面，通过数据库开发技术、模块化参数化等技术的应用，最终实现了系统的独立运行。与企业实际生产相比较，本文开发的桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统，提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和设计质量，通过设计实例表明了本文研究内容的可行性和合理性。
【关键词】：桥式起重机 箱形主梁 快速轻量化设计 改进量子遗传算法
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 相关课题的国内外研究发展现状11-19
• 1.2.1 国内外起重机发展现状11-12
• 1.2.2 起重机快速设计研究现状12-14
• 1.2.3 起重机结构轻量化技术研究现状14-19
• 1.3 论文的主要研究内容19-20
• 2 桥式起重机箱形主梁快速轻量化设计的总体方案20-24
• 2.1 桥式起重机箱形主梁快速轻量化设计总体框架20-21
• 2.2 快速设计21-22
• 2.2.1 快速设计的实现方法21-22
• 2.2.2 快速设计在起重机快速轻量化系统中的作用22
• 2.3 轻量化设计22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 桥式起重机箱形主梁的快速设计24-39
• 3.1 箱形主梁截面几何参数设计24-27
• 3.1.1 主梁经济梁高的确定24-26
• 3.1.2 主梁翼缘板尺寸的确定26
• 3.1.3 主梁腹板尺寸的确定26-27
• 3.1.4 主梁截面几何特性27
• 3.2 箱形主梁受力校核27-34
• 3.2.1 强度计算与校核28-31
• 3.2.2 刚度计算与校核31
• 3.2.3 主梁稳定性校核31-33
• 3.2.4 主梁疲劳强度校核33-34
• 3.3 起重机箱形主梁参数化模型建立34-38
• 3.3.1 基于 SolidWorks 的参数化建模方法34-35
• 3.3.2 参数化建模要点35-36
• 3.3.3 基于 SolidWorks 的主梁参数化建模36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 基于改进遗传算法的桥式起重机箱形主梁轻量化设计39-61
• 4.1 桥式起重机箱形主梁优化数学模型39-42
• 4.1.1 确定设计变量39-40
• 4.1.2 建立目标函数40
• 4.1.3 确定约束条件40-42
• 4.2 遗传算法的研究42-48
• 4.2.1 遗传算法基本原理42-44
• 4.2.2 编码策略44-45
• 4.2.3 适应度函数45-46
• 4.2.4 遗传算子46-47
• 4.2.5 遗传算法的特点47-48
• 4.3 改进遗传算法48-57
• 4.3.1 改进遗传算法的思想48-49
• 4.3.2 量子遗传算法49-52
• 4.3.3 改进量子遗传算法的实施52-55
• 4.3.4 改进量子遗传算法的性能验证55-57
• 4.4 基于改进量子遗传算法的桥式起重机箱形主梁优化57-60
• 4.4.1 参数设置57-58
• 4.4.2 优化结果及分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 5 桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统实现61-72
• 5.1 系统总体设计61-62
• 5.2 系统实现方法62-65
• 5.2.1 系统开发平台62
• 5.2.2 模块化参数化设计62-63
• 5.2.3 数据库访问技术63-65
• 5.3 系统操作界面及工程实例65-71
• 5.3.1 系统登陆界面65
• 5.3.2 优化设计应用工程实例65-69
• 5.3.3 结果分析69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 结论72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李桂华;熊飞;龙江启;;车身材料轻量化及其新技术的应用[J];材料开发与应用;2009年02期

2 周殊;潘炜;罗斌;张伟利;丁莹;;一种基于粒子群优化方法的改进量子遗传算法及应用[J];电子学报;2006年05期

3 陈林;仲梁维;吴同喜;;门式起重机主梁的快速参数化设计系统研究[J];港工技术;2012年02期

4 姜万录;张生;;改进的量子遗传算法在冷连轧机负荷分配中的应用研究[J];燕山大学学报;2013年01期

5 高顺德;潘志毅;;轻量化技术在工程机械设计中的应用[J];叉车技术;2011年01期

6 李小明;罗晓渭;郭俊;;基于知识工程的产品自顶向下快速设计研究[J];科技创新与应用;2014年33期

7 郗向儒,韩锐,李s

本文编号：296826