塔式起重机钢结构实用优化方法研究
本文选题:优化 + 有限元 ; 参考:《山东建筑大学》2011年硕士论文
【摘要】:因为塔机钢结构具有模块化、结构拓扑关系稳定、种类多等特点,寻找一种相对可操作性强、快速并能兼顾整机稳定性的基于有限元方法的实用的塔机钢结构优化方法具有重要的实际意义和理论意义。 本文针对塔式起重机的优化现状和大型有限元分析软件ANSYS的OPT优化模块的应用研究现状,提出了一种新的塔机钢结构优化模型和优化方法,并针对动臂塔机的起重臂开发了相应的优化程序,使得动臂塔机的优化模型实现模块化和参数化。主要研究内容如下: 提出了基于Ansys OPT模块、结合有限元方法和整体稳定性校核的快速塔机钢结构优化方法。即通过提取有限元分析结果中的重量与轴向压力等中间结果参数实现了结构整体稳定性校核和单肢稳定性校核,并以此作为优化的约束条件参与到优化过程中。塔机钢结构优化通过OPT模块实现。 建立了塔机钢结构优化方法的优化模型,设计了实现该优化模型的程序结构,实现了设计变量离散化、有限元分析与稳定性校核的结合和非设计变量参数化等。 以动臂塔机起重臂为载体,分析了动臂塔机起重臂的结构特点和优化中需要校核的工况。设计了动臂塔机起重臂优化程序流程。 利用APDL语言开发了实现本文提出的优化方法的动臂塔机起重臂优化程序。程序中通过非设计变量的参数化,实现了动臂塔机起重臂快速优化;通过设计变量的离散化,实现了优化结果(型材型号)的直接读取。 利用开发的动臂塔机起重臂优化程序,对一台动臂塔机的起重臂进行了优化,通过实例验证了本文论述的优化方法的有效性和优越性。
[Abstract]:Because the steel structure of tower crane has the characteristics of modularization, structural topology stability, variety and so on, the search for a relatively operable structure is strong. The practical optimization method of tower crane steel structure based on finite element method is of great practical and theoretical significance. In view of the status quo of tower crane optimization and the application of OPT optimization module of large-scale finite element analysis software ANSYS, this paper presents a new optimization model and optimization method for tower crane steel structure. The corresponding optimization program is developed for the lifting arm of the movable arm tower crane, which makes the optimization model of the moving arm tower crane modularized and parameterized. The main contents of the study are as follows: A fast tower crane steel structure optimization method based on Ansys OPT module, finite element method and global stability check is proposed. That is to say, the integral stability check and single limb stability check are realized by extracting the intermediate parameters such as weight and axial pressure in the results of finite element analysis, and this is used as the constraint condition to participate in the optimization process. The optimization of tower crane steel structure is realized by OPT module. The optimization model of steel structure optimization method for tower crane is established, and the program structure to realize the optimization model is designed. The discretization of design variables, the combination of finite element analysis and stability check, and the parameterization of non-design variables are realized. Based on the lifting arm of a moving arm tower crane, the structural characteristics of the lifting arm of a moving arm crane and the conditions that need to be checked in optimization are analyzed. The optimization program flow of the lifting arm of the movable arm tower crane is designed. An optimization program for the lifting arm of a movable arm tower crane has been developed by using APDL language to realize the optimization method proposed in this paper. In the program, by parameterization of non-design variables, the quick optimization of the lifting arm of the movable arm tower crane is realized, and the direct reading of the optimization result (profile type) is realized through the discretization of the design variables. By using the developed optimization program of the lifting arm of a movable arm tower crane, the optimization of the lifting arm of a moving arm tower crane is carried out. The effectiveness and superiority of the optimization method discussed in this paper are verified by an example.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH213.3
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,本文编号:1822327
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