單主梁龍門起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，原有的起重機設(shè)計、測試手段越來越不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。起重機朝著大型化、智能化、專業(yè)化發(fā)展的趨勢使得生產(chǎn)企業(yè)不得不轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式，以應(yīng)對日益激烈的全球化競爭。為此，本文采用新的設(shè)計理念和設(shè)計方法對龍門起重機進行分析、再設(shè)計優(yōu)化。
　　 為了節(jié)省人力物力，合理利用資源，本文首先運用相似理論和量綱分析方法得到起重機模型和原型之間的相似關(guān)系，選用3種縮小的模型進行分析，經(jīng)過對比得到最能反映起重機原型的模型長度縮尺比

2、為20。通過實例證明，相似理論對于處理大型結(jié)構(gòu)件有著明顯的優(yōu)越性。
　　 根據(jù)起重機設(shè)計規(guī)范GB/T3811-2011，起重機在出廠前必須經(jīng)過靜力測試。傳統(tǒng)的設(shè)計方法大多采用以經(jīng)典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的半理論、半經(jīng)驗方法設(shè)計起重機，這種方法設(shè)計的起重機為了保證起重機的安全系數(shù)往往增大結(jié)構(gòu)的尺寸，導(dǎo)致起重機笨重;而且只能對起重機的某些部位的應(yīng)力和剛度做出判斷。為了彌補上述方法的不足，本文以有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺Work

3、bench作為分析工具，以縮小20倍的起重機模型為分析對象，采用動載系數(shù)法獲得起重機所受的載荷，基于極限狀態(tài)法分析龍門起重機在10種工況下的靜力性能。經(jīng)過分析，得知龍門起重機在10種工況下的靜態(tài)性能如強度和剛度均滿足設(shè)計規(guī)范要求。
　　 對龍門起重機動態(tài)性能影響最大的動態(tài)特性參數(shù)是主梁的動剛性，起重機的動剛性通常以自然頻率來衡量。運用以大型通用有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺Workbench進行龍門起重機的模態(tài)分析，得出

4、龍門起重機前6階的振動頻率及其相對應(yīng)的振型，在此基礎(chǔ)上分析起重機的諧響應(yīng)情況，找到起重機動態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié)。通過分析，可知龍門起重機的第2階固有頻率即起重機主梁在小車軌道運行方向的振動容易引起起重機故障，需要在這個方向加強起重機的剛度。
　　 提出綜合利用有限元法、正交試驗法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法進行起重機的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。有限元結(jié)合正交試驗法可以進行起重機的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，獲得起重機動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的輸入輸出參數(shù)，利用最少的樣本