桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁的优化设计
发布时间：2022-02-20 22:26
波纹腹板具备突出的稳定性,通过对波纹腹板的相关研究和应用情况分析,将其引入到偏轨箱形主梁的设计之中,得到了应用于桥式起重机的偏轨箱形波纹腹板梁,然后使用改进连续域蚁群算法对其初始设计参数进行优化。用优化设计的方法探讨偏轨箱形波纹腹板梁的参数设置,对于箱形波纹腹板梁的设计与研究工作具有参考价值。本文主要研究内容如下:（1）分析常见波纹腹板各类型的特点,选定了梯形波纹腹板,并对梯形波纹腹板的关键力学性能做了分析与总结,以某公司生产的直腹板偏轨箱形梁为原型,选取较为保守的尺寸参数设计出桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁。（2）针对后续的偏轨箱形波纹腹板梁尺寸优化问题,进行了基于蚁群算法的结构优化设计方法研究:在分析连续域基本蚁群算法的基础上,发现这种算法存在局部探索能力差、约束处理不完善等问题,所以引入了伪随机比例规则改进种子解的选取方法,对信息素分布中心进行适当的随机扰动,对信息素分布的标准差进行改造,使用DCPM（direct comparison and proportion maintenance）方法处理约束条件,得到了改进连续域蚁群算法,通过优化实例验证了改进连续域蚁群算法的优越性。（...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 波纹腹板的研究及应用现状
1.2.2 蚁群算法的研究现状
1.2.3 起重机箱形主梁结构优化的研究现状
1.3 本文主要内容安排
1.4 本章小结
2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构设计
2.1 波纹腹板力学性能分析
2.1.1 波纹腹板的类型
2.1.2 梯形波纹腹板的抗弯抗剪性能
2.1.3 梯形波纹腹板的屈曲特性研究
2.2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构形式
2.2.1 直腹板形式双梁桥式起重机的结构和参数
2.2.2 梯形波纹腹板的分布方式
2.2.3 偏轨箱形波纹腹板梁的参数确定
2.3 本章小结
3 基于蚁群算法的结构优化设计方法研究
3.1 蚁群算法的原理和连续域基本蚁群算法
3.1.1 蚁群算法的基本原理
3.1.2 连续域基本蚁群算法的构建
3.2 CDACO算法的改进
3.2.1 算法改进措施
3.2.2 改进CDACO算法流程
3.2.3 改进CDACO算法测试函数仿真验证
3.3 基于改进CDACO算法的典型主梁截面优化
3.3.1 典型主梁截面优化的数学模型
3.3.2 基于改进CDACO算法的截面优化
3.3.3 优化结果的静力学验证
3.4 本章小结
4 偏轨箱形波纹腹板梁的尺寸优化
4.1 结构优化设计简介
4.1.1 结构优化设计概念
4.1.2 偏轨箱形波纹腹板梁结构尺寸优化的流程
4.2 偏轨箱形波纹腹板梁的数学模型建立
4.2.1 设计变量的确定与目标函数的建立
4.2.2 设计变量的约束条件
4.3 基于改进CDACO算法的波纹腹板梁优化
4.3.1 算法运行时控制参数的确定
4.3.2 优化结果的整理与分析
4.4 本章小结
5 偏轨箱形波纹腹板梁力学性能分析
5.1 箱形梁有限元分析流程
5.1.1 有限元方法及软件工具
5.1.2 有限元分析流程
5.2 两种箱梁的有限元模型创建与前处理
5.2.1 创建两种箱梁的几何模型
5.2.2 两种箱梁有限元分析的前处理
5.3 两种箱梁的有限元仿真结果对比
5.3.1 静力学仿真结果对比
5.3.2 线性屈曲分析仿真对比
5.3.3 模态分析仿真结果对比
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工蜂群的连续域蚁群优化算法[J]. 周袅,葛洪伟,袁运浩,苏树智. 计算机工程与科学. 2016(06)
[2]桥式起重机轻量化主梁结构模型试验研究[J]. 焦洪宇,周奇才,李英,陈庆樟,许广举. 机械工程学报. 2015(23)
[3]桥式起重机箱型主梁周期性拓扑优化设计[J]. 焦洪宇,周奇才,吴青龙,李文军,李英. 机械工程学报. 2014(23)
[4]波纹腹板H型钢梁抗剪承载力[J]. 李国强,张哲,孙飞飞. 同济大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]求解连续空间优化问题的量子蚁群算法[J]. 李盼池,李士勇. 控制理论与应用. 2008(02)
[6]波折腹板工形构件截面承载力设计方法[J]. 郭彦林,张庆林. 建筑科学与工程学报. 2006(04)
[7]波形钢腹板-混凝土组合箱梁截面变形的拟平截面假定及其应用研究[J]. 吴文清,叶见曙,万水,胡成. 工程力学. 2005(05)
[8]连续优化问题的蚁群算法研究[J]. 高尚,钟娟,莫述军. 微机发展. 2003(01)
[9]波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥[J]. 宋建永,王彤,张树仁. 东北公路. 2002(01)
[10]一种新的进化算法——蚁群算法[J]. 张纪会,徐心和. 系统工程理论与实践. 1999(03)
硕士论文
[1]连续域蚁群算法及其在电力系统经济调度中的应用[D]. 姜道银.江南大学 2018
[2]基于改进布谷鸟搜索算法的桥式起重机主梁轻量化方法研究[D]. 李志雄.中北大学 2018
[3]核电桥式起重机抗震分析及减震研究[D]. 杨扩岭.中北大学 2018
[4]基于改进引力搜索算法的桥式起重机主梁轻量化设计研究[D]. 侯骅玲.中北大学 2018
[5]门式起重机波纹腹板主梁结构性能分析及优化设计[D]. 吴永明.西南交通大学 2017
[6]基于灵敏度分析的桥式起重机箱梁结构动态优化设计[D]. 冯庆欢.中北大学 2017
[7]基于改进萤火虫算法的桥式起重机主梁优化方法研究[D]. 候聪亚.中北大学 2017
[8]基于改进果蝇算法的桥式起重机主梁轻量化设计研究[D]. 樊恒.中北大学 2017
[9]桥式起重机主梁拓扑优化研究[D]. 李佐斌.大连理工大学 2016
[10]基于波纹腹板的起重机主梁结构性能研究[D]. 赵登山.西南交通大学 2016
本文编号：3635931
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 波纹腹板的研究及应用现状
1.2.2 蚁群算法的研究现状
1.2.3 起重机箱形主梁结构优化的研究现状
1.3 本文主要内容安排
1.4 本章小结
2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构设计
2.1 波纹腹板力学性能分析
2.1.1 波纹腹板的类型
2.1.2 梯形波纹腹板的抗弯抗剪性能
2.1.3 梯形波纹腹板的屈曲特性研究
2.2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构形式
2.2.1 直腹板形式双梁桥式起重机的结构和参数
2.2.2 梯形波纹腹板的分布方式
2.2.3 偏轨箱形波纹腹板梁的参数确定
2.3 本章小结
3 基于蚁群算法的结构优化设计方法研究
3.1 蚁群算法的原理和连续域基本蚁群算法
3.1.1 蚁群算法的基本原理
3.1.2 连续域基本蚁群算法的构建
3.2 CDACO算法的改进
3.2.1 算法改进措施
3.2.2 改进CDACO算法流程
3.2.3 改进CDACO算法测试函数仿真验证
3.3 基于改进CDACO算法的典型主梁截面优化
3.3.1 典型主梁截面优化的数学模型
3.3.2 基于改进CDACO算法的截面优化
3.3.3 优化结果的静力学验证
3.4 本章小结
4 偏轨箱形波纹腹板梁的尺寸优化
4.1 结构优化设计简介
4.1.1 结构优化设计概念
4.1.2 偏轨箱形波纹腹板梁结构尺寸优化的流程
4.2 偏轨箱形波纹腹板梁的数学模型建立
4.2.1 设计变量的确定与目标函数的建立
4.2.2 设计变量的约束条件
4.3 基于改进CDACO算法的波纹腹板梁优化
4.3.1 算法运行时控制参数的确定
4.3.2 优化结果的整理与分析
4.4 本章小结
5 偏轨箱形波纹腹板梁力学性能分析
5.1 箱形梁有限元分析流程
5.1.1 有限元方法及软件工具
5.1.2 有限元分析流程
5.2 两种箱梁的有限元模型创建与前处理
5.2.1 创建两种箱梁的几何模型
5.2.2 两种箱梁有限元分析的前处理
5.3 两种箱梁的有限元仿真结果对比
5.3.1 静力学仿真结果对比
5.3.2 线性屈曲分析仿真对比
5.3.3 模态分析仿真结果对比
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工蜂群的连续域蚁群优化算法[J]. 周袅,葛洪伟,袁运浩,苏树智. 计算机工程与科学. 2016(06)
[2]桥式起重机轻量化主梁结构模型试验研究[J]. 焦洪宇,周奇才,李英,陈庆樟,许广举. 机械工程学报. 2015(23)
[3]桥式起重机箱型主梁周期性拓扑优化设计[J]. 焦洪宇,周奇才,吴青龙,李文军,李英. 机械工程学报. 2014(23)
[4]波纹腹板H型钢梁抗剪承载力[J]. 李国强,张哲,孙飞飞. 同济大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]求解连续空间优化问题的量子蚁群算法[J]. 李盼池,李士勇. 控制理论与应用. 2008(02)
[6]波折腹板工形构件截面承载力设计方法[J]. 郭彦林,张庆林. 建筑科学与工程学报. 2006(04)
[7]波形钢腹板-混凝土组合箱梁截面变形的拟平截面假定及其应用研究[J]. 吴文清,叶见曙,万水,胡成. 工程力学. 2005(05)
[8]连续优化问题的蚁群算法研究[J]. 高尚,钟娟,莫述军. 微机发展. 2003(01)
[9]波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥[J]. 宋建永,王彤,张树仁. 东北公路. 2002(01)
[10]一种新的进化算法——蚁群算法[J]. 张纪会,徐心和. 系统工程理论与实践. 1999(03)
硕士论文
[1]连续域蚁群算法及其在电力系统经济调度中的应用[D]. 姜道银.江南大学 2018
[2]基于改进布谷鸟搜索算法的桥式起重机主梁轻量化方法研究[D]. 李志雄.中北大学 2018
[3]核电桥式起重机抗震分析及减震研究[D]. 杨扩岭.中北大学 2018
[4]基于改进引力搜索算法的桥式起重机主梁轻量化设计研究[D]. 侯骅玲.中北大学 2018
[5]门式起重机波纹腹板主梁结构性能分析及优化设计[D]. 吴永明.西南交通大学 2017
[6]基于灵敏度分析的桥式起重机箱梁结构动态优化设计[D]. 冯庆欢.中北大学 2017
[7]基于改进萤火虫算法的桥式起重机主梁优化方法研究[D]. 候聪亚.中北大学 2017
[8]基于改进果蝇算法的桥式起重机主梁轻量化设计研究[D]. 樊恒.中北大学 2017
[9]桥式起重机主梁拓扑优化研究[D]. 李佐斌.大连理工大学 2016
[10]基于波纹腹板的起重机主梁结构性能研究[D]. 赵登山.西南交通大学 2016
本文编号：3635931
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3635931.html
