基于ANSYS的橋式起重機多目標動態(tài)優(yōu)化設計.pdf

1、近年來，橋式起重機在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。目前國內(nèi)橋式起重機結構設計大多以傳統(tǒng)的經(jīng)驗法和靜態(tài)設計法為主，結構設計水平不高，使得一些橋式起重機存在結構質(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，將現(xiàn)代結構優(yōu)化設計方法引入到橋式起重機的結構設計中，在滿足結構的強度、剛度以及穩(wěn)定性約束的條件下，達到橋式起重機結構動態(tài)性能優(yōu)、結構質(zhì)量輕的目的。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)采用APDL語言和命令流相結合

2、的方法，建立了橋式起重機結構有限元參數(shù)化模型，并結合橋式起重機的實際工作情況，對其計算載荷及計算工況做了詳細分析，在此基礎上利用ANSYS對模型進行了靜態(tài)分析，并提取分析結果作為多目標優(yōu)化問題的約束條件。考慮到動剛度對橋式起重機結構動態(tài)性能的影響，對模型進行了動態(tài)分析（模態(tài)分析和諧響應分析），最后提取影響結構動態(tài)性能最大的固有頻率，作為多目標優(yōu)化問題的目標函數(shù)之一。
　　 (2)根據(jù)分析結果，將橋式起重機金屬結構質(zhì)量最輕、第5階

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