基于組合策略的橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究.pdf

1、本文闡述了優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)生、應(yīng)用及未來趨勢,并進(jìn)一步分析了目前在橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的缺陷與不足。由于起重機(jī)優(yōu)化中存在強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、幾何尺寸等大量的約束,造成優(yōu)化變量的可行域非常復(fù)雜,而最優(yōu)解往往在可行域的邊界上,所以傳統(tǒng)的優(yōu)化方法存在著不容易找到全局最優(yōu)解的缺點(diǎn)。這些優(yōu)化設(shè)計(jì)的缺陷與不足,使得橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化越來越不能滿足市場的需求。因此,迫切需要采用更加穩(wěn)定可靠的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和計(jì)算模型進(jìn)行技術(shù)提升,以生產(chǎn)出質(zhì)

2、高價(jià)廉、輕巧美觀、性能可靠的橋式起重機(jī),縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的競爭力和技術(shù)創(chuàng)新能力。 傳統(tǒng)的優(yōu)化方法具有一定的局限性,如需要梯度信息、凸規(guī)劃、單峰問題等等。而在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中存在著各種高度復(fù)雜的優(yōu)化問題,這類復(fù)雜優(yōu)化問題用傳統(tǒng)的方法難以求解,因此多年來人們一直在努力尋找能夠處理這類問題的高效的、更穩(wěn)健的全局最優(yōu)化技術(shù)。針對當(dāng)前多極值函數(shù)全局尋優(yōu)問題中,各種全局優(yōu)化算法具有全局尋優(yōu)能力但不能確保尋到全局最優(yōu)的

3、狀況,本文在研究復(fù)合形法和正交網(wǎng)格法的基礎(chǔ)上,提出了一種新的組合式全局尋優(yōu)策略。該策略將改進(jìn)的復(fù)合形法和正交網(wǎng)格法進(jìn)行有機(jī)組合,充分利用復(fù)合形法算法簡單且局部搜索穩(wěn)定和正交網(wǎng)格法全局搜索穩(wěn)定的特點(diǎn)協(xié)同尋優(yōu)。由于新算法具有強(qiáng)優(yōu)弱劣的組合機(jī)制,強(qiáng)化了各自的優(yōu)點(diǎn),弱化了各自的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了機(jī)制的融合,達(dá)到了行為和結(jié)構(gòu)的互補(bǔ),從而可以獲得較好的尋優(yōu)效率和尋優(yōu)效果。 本文以Visual C++6.0為軟件開發(fā)平臺,以整機(jī)重量最輕為目標(biāo)函數(shù),

4、確定主、端梁的5個(gè)優(yōu)化變量,以強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性為約束,確定40個(gè)約束函數(shù),建立橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。將組合算法、復(fù)合形法和正交網(wǎng)格法分別應(yīng)用于橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,對結(jié)果進(jìn)行比較和分析。組合算法能夠更大地降低橋式起重機(jī)的制造成本,達(dá)到提高整機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)效益,減少能源及鋼材消耗的目的。它能夠指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā),提高起重機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量、報(bào)價(jià)速度和水平及產(chǎn)品競爭能力,為行業(yè)提供了現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段。新的組合算法對于約束非線性離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)具有