多目標(biāo)變密度懲罰拓?fù)鋬?yōu)化法在龍門(mén)起重機(jī)橫梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、龍門(mén)起重機(jī)在貨物搬運(yùn)中發(fā)揮著重要作用，但對(duì)龍門(mén)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直停留在憑借經(jīng)驗(yàn)和判斷對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇和確定。連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法可以大大地改善結(jié)構(gòu)的性能或減輕結(jié)構(gòu)的重量，帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益。將連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化方法引入到起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，令起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。本文在閱讀大量中外文文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)深入研究連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論和算法，以及龍門(mén)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出一種多目標(biāo)變密度懲罰法優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并對(duì)龍門(mén)

2、起重機(jī)橫梁的腹板進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，討論了目標(biāo)實(shí)現(xiàn)順序?qū)?yōu)化結(jié)果的影響及結(jié)果的合理性。 本文首先研究了起重機(jī)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，對(duì)常見(jiàn)的起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了探討；對(duì)龍門(mén)起重機(jī)橫梁進(jìn)行了詳細(xì)的內(nèi)力分析，討論了龍門(mén)起重機(jī)橫梁與普通橋梁的不同；確定了橫梁在工作中的三種工作狀態(tài)；對(duì)橫梁腹板的設(shè)計(jì)采用多目標(biāo)設(shè)計(jì)法，選擇靜定結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化龍門(mén)起重機(jī)橫梁結(jié)構(gòu)，對(duì)受力進(jìn)行合理簡(jiǎn)化以便于拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。 其次基于SIMP密度材料插值模型建立了體積約束

3、下連續(xù)體結(jié)構(gòu)最小柔順度問(wèn)題的拓?fù)鋬?yōu)化模型，研究了優(yōu)化問(wèn)題的解法，并且推導(dǎo)了基于SIMP方法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則算法的迭代公式；分析了拓?fù)鋬?yōu)化中常出現(xiàn)數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象，并研究了克服這些不穩(wěn)定性現(xiàn)象的各種數(shù)值方法。采用MATLAB編程語(yǔ)言用本文方法對(duì)MBB梁、短懸臂梁和Michell型結(jié)構(gòu)等模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算分析，得到了令人滿意的結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)果。 最后本文對(duì)龍門(mén)起重機(jī)橫梁腹板進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。采用MATLAB編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出