基于ANSYS塔式起重機重臂多目標優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展,塔式起重機的結(jié)構(gòu)越來越大型化,負載和運轉(zhuǎn)速度不斷提高,機械振動的動載荷增大。對塔式起重機進行結(jié)構(gòu)分析及對其進行優(yōu)化設(shè)計將具有理論意義和經(jīng)濟上的巨大效益。目前,對于大型桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計主要以單目標為主,多目標較少。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,起重機由單目標設(shè)計向多目標設(shè)計發(fā)展是一種必然趨勢。
　　 本文基于有限元分析理論和起重機力學理論,以有限元分析軟件ANSYS為平臺,實現(xiàn)了計算機對起重臂的靜力分析和模

2、態(tài)分析,得到的分析數(shù)據(jù)和結(jié)論對塔式起重機多目標優(yōu)化設(shè)計提供了有效的手段,論文主要內(nèi)容包括:
　　 1.對起重臂建立力學模型,分析各工況下的受力情況。運用有限元分析軟件ANSYS,對TC5013型塔式起重機起重臂進行了建模。為了解決大型桁架結(jié)構(gòu)導入ANSYS運行緩慢,本文作者采用了簡化建模,然后對各臂架單元分配截面形狀的方式。并對起重臂進行了靜剛度校核,根據(jù)得到了應(yīng)力變形情況看是否滿足設(shè)計要求。
　　 2.根據(jù)起重機動力學

3、理論,對起重臂進行動態(tài)分析。并利用ANSYS進行了模態(tài)分析,得到了前五階的模態(tài)固有頻率。根據(jù)臂架振型的變化圖選擇對結(jié)構(gòu)影響最大的固有頻率作為優(yōu)化的目標函數(shù)。
　　 3.對起重臂建立了多目標的優(yōu)化數(shù)學模型,并應(yīng)用目標分層法對模型進行了求解。經(jīng)過兩次尋優(yōu),確定起重臂結(jié)構(gòu)最優(yōu)解。在滿足模型約束的條件下,得出優(yōu)化結(jié)果比優(yōu)化前的質(zhì)量減輕了9％的結(jié)論。
　　 總之,塔式起重機起重臂多目標優(yōu)化設(shè)計,是將先進的設(shè)計、分析應(yīng)用于塔式起重機