基于ANSYS的橋式起重機(jī)多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、近年來，橋式起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。目前國內(nèi)橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計大多以傳統(tǒng)的經(jīng)驗法和靜態(tài)設(shè)計法為主，結(jié)構(gòu)設(shè)計水平不高，使得一些橋式起重機(jī)存在結(jié)構(gòu)質(zhì)量大、動態(tài)性能差等問題。針對這些問題，本文以有限元分析理論為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法引入到橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性約束的條件下，達(dá)到橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動態(tài)性能優(yōu)、結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕的目的。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)采用APDL語言和命令流相結(jié)合

2、的方法，建立了橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)有限元參數(shù)化模型，并結(jié)合橋式起重機(jī)的實際工作情況，對其計算載荷及計算工況做了詳細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上利用ANSYS對模型進(jìn)行了靜態(tài)分析，并提取分析結(jié)果作為多目標(biāo)優(yōu)化問題的約束條件?？紤]到動剛度對橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動態(tài)性能的影響，對模型進(jìn)行了動態(tài)分析（模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析），最后提取影響結(jié)構(gòu)動態(tài)性能最大的固有頻率，作為多目標(biāo)優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)之一。
　　 (2)根據(jù)分析結(jié)果，將橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量最輕、第5階

3、固有頻率最大作為優(yōu)化目標(biāo)，建立了橋式起重機(jī)多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。對NSGA-Ⅱ算法做了改進(jìn)，采用均勻設(shè)計的思想產(chǎn)生初始種群，引入了算術(shù)交叉算子，并以此進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解。最后提出利用iSIGHT將改進(jìn)的優(yōu)化算法通過matlab與ANSYS有限元分析進(jìn)行集成，采用NSGA-Ⅱ算法與改進(jìn)算法分別對橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，通過優(yōu)化結(jié)果對比驗證了改進(jìn)算法的有效性和優(yōu)越性，最終確定了一套綜合性能比較優(yōu)的設(shè)計方案。
　　 (3)為了