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大吨位履带起重机上车主要参数的计算与优化

作　者: 齐克奇
导　师: 周振平
学　校: 吉林大学
专　业: 工程力学
关键词: 履带起重机上车大参数遗传算法设计依据优化 ANSYS优化模块
分类号: TH213
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 303次
引　用: 4次
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内容摘要

履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种起重设备。随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大,对其性能及起重量的要求也越来越高。但是目前国内履带起重机的开发能力、产品规模和质量都与国外有相当大的差距。本文的研究工作正是为了提高大吨位履带起重机的设计水平,并且根据我国经济发展的实际需要,大规模生产高性能、高水平的履带起重机而提出的。本文根据大吨位履带起重机的结构和工作原理,对履带起重机的上车结构件作较为全面、系统而深入的研究,并结合各种先进计算方法,提出一些具有较强实用价值的设计及优化方法。本文主要工作是以吉林大学机械科学及工程学院与徐工集团徐州重型机械有限公司(以下简称徐重)联合开发的大型履带起重机整机参数化设计及计算软件为背景,针对国内大型履带起重机设计中急需解决的上车构件铰点位置及长度的确定依据和臂架截面与管径优化设计方法进行的研究。上车构件位置关系直接影响到构件自身乃至整机结构的受力状况,是履带起重机设计的关键之一。臂架截面和管径决定了整个起重机的性能,是所有设计中的重中之重。本文对上车构件的几何关系及运动机理作了较为深入的研究,并建立了上车构件铰点位置及长度优化数学模型,确定了以优化的方法作为设计依据的思路。通过分析,选用遗传算法作为优化方法。同时完成了相关软件的开发。在臂架截面与管径优化设计中,在臂架已经初步参数化的前提下,利用了ANSYS中自带的优化模块进行了多目标结构优化,同样得到了很好的效果。本文第二到四章为上车构件铰点位置及长度优化部分,第五章为臂架截面与管径优化部分。

全文目录

提要  3-7
第1章绪论  7-11
  1.1 课题背景  7
  1.2 课题意义  7-8
  1.3 国内外发展现状  8-9
  1.4 解决方案  9-11
第2章上车构件铰点位置及长度优化数学模型推导  11-21
  2.1 问题的提出  11-12
  2.2 优化数学模型的建立  12-20
    2.2.1 优化目标和工况的确定  13-16
    2.2.2 变量的选取与取值范围  16-18
    2.2.3 约束条件的处理  18-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章算法选择及算法介绍  21-33
  3.1 优化方法的选择  21-22
  3.2 遗传算法及其运算流程介绍  22-32
    3.2.1 编码及种群生成  24
    3.2.2 适应度  24-25
    3.2.3 选择运算  25-26
    3.2.4 交叉运算  26-29
    3.2.5 变异运算  29-31
    3.2.6 运行参数  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第4章程序编制及界面实现  33-52
  4.1 算法程序编制  33-41
    4.1.1 编码及种群选取  33-35
    4.1.2 计算适应度  35-36
    4.1.3 交叉运算  36-37
    4.1.4 变异运算  37-38
    4.1.5 循环及个体替换  38-39
    4.1.6 局部搜索  39-41
  4.2 界面程序编制  41-47
    4.2.1 主界面  41-44
    4.2.2 总体优化结果输出及局部搜索输入界面  44-45
    4.2.3 局部优化结果输出及实例图形显示界面  45-47
  4.3 计算实例  47-51
  4.4 本章小结  51-52
第5章臂架截面与管径优化  52-66
  5.1 问题的提出  52-54
  5.2 优化方法的选择及简介  54-58
    5.2.1 优化方法的选择  54
    5.2.2 ANSYS设计优化模块简介  54-58
  5.3 臂架截面与管径优化的实现及实例  58-64
    5.3.1 优化目标、优化工况和优化变量的确定  58-60
    5.3.2 臂架截面与管径优化实例  60-64
  5.4 本章小结  64-66
第6章全文总结  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
摘要  72-73
ABSTRACT  73

大吨位履带起重机上车主要参数的计算与优化

内容摘要

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