基于離散變量的平頭塔式起重機起重臂優(yōu)化設計.pdf

1、塔式起重機(簡稱塔機)是建筑施工最主要設備之一，應用范圍涉及國民經(jīng)濟建設各工程領域。平頭塔式起重機(簡稱平頭塔機)是一種新式的塔式起重機，是近20年才發(fā)展起來的。沒有塔頭和拉桿是平頭塔機最顯著的結(jié)構(gòu)特征，這也是平頭塔機得名的由來。由于這一特殊的結(jié)構(gòu)形式才使平頭塔機與帶塔頭的塔機有了質(zhì)的區(qū)別，這也決定了平頭塔機具有自身的特點。其中起重臂是其最主要的特征組件，也是主要的結(jié)構(gòu)和工作部件，因此起重臂的設計顯得尤為重要。研究一種新的、通用性強的設

2、計方法是十分必要的，也是很有現(xiàn)實意義的。
　　 與帶塔頭、拉桿的水平臂小車變幅式塔機相比，平頭塔機起重臂的受力狀況、連接方式明顯不同。立塔后無論是工作和非工作狀態(tài)，平頭塔機起重臂主弦桿受力狀態(tài)不變，上弦桿主要受拉，下弦桿主要受壓，沒有交變應力的影響，其力學模型單一、簡明。對于起重臂的設計，傳統(tǒng)的設計方法主要是根據(jù)經(jīng)驗選擇各個臂節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸和部件材料，然后對其力學性能進行校驗。這種方法通常需要多次反復更改設計方案，重復校驗，費時費

3、力，對設計人員的經(jīng)驗要求較高，并且最終方案也未必是最優(yōu)的。
　　 本文基于離散變量的遺傳算法對平頭塔機起重臂進行優(yōu)化設計。在簡單介紹遺傳算法的數(shù)學基礎、特點和基本過程的基礎上，設計基于簡單遺傳算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序，最后進行算例的計算和比較分析。針對臂節(jié)的形狀優(yōu)化問題提出了一種新的算法——序列法，即對任何類型的設計變量的離散可行域進行排序，取各自的序號作為搜索變量，從而解決不同類型變量的耦合問題。根據(jù)起重臂形狀特點，對其截面結(jié)構(gòu)形狀