基于模糊隨機(jī)可靠性的塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、近年來，我國塔式起重機(jī)的產(chǎn)量迅猛增長，但由于設(shè)計制造水平的局限，以及塔機(jī)的使用環(huán)境復(fù)雜多樣，使產(chǎn)品的可靠性難以保證，事故頻發(fā)。本文從塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性角度出發(fā)，考慮了結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的模糊隨機(jī)因素，采用模糊優(yōu)化的思想建立了基于模糊隨機(jī)可靠性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。對于基于可靠性的優(yōu)化方法，在實際應(yīng)用中設(shè)計者面臨的最突出問題就是計算量大、效率低。尤其是復(fù)雜結(jié)構(gòu)，龐大的計算量使很多設(shè)計者望而卻步。鑒于此，本文探討了具有多變量的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性優(yōu)化

2、問題，并以塔機(jī)為例，在ANSYS中建立了塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有限元模型，采用蒙特卡羅法和響應(yīng)面法混合模擬的方法來獲得塔機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要失效模式及所關(guān)心控制變量的功能函數(shù)的響應(yīng)面近似模型，并且證明了其對原模型有較高的擬合精度。以響應(yīng)面方程代替有限元模型，對于每一次優(yōu)化循環(huán)不需要再進(jìn)行一次有限元分析，很大程度上提高了復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化的效率。
　　 本文借助iSIGHT軟件提供的優(yōu)化平臺，采用自適應(yīng)模擬退火算法完成了塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)總

3、重為目標(biāo)的可靠性優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總重減少了18.3％，很大程度上減少了產(chǎn)品的制造成本；同時使各主要失效模式的可靠度指標(biāo)控制在了設(shè)計人員希望的范圍內(nèi)?？紤]到塔機(jī)整機(jī)靜剛度的要求，本文利用多目標(biāo)遺傳算法NSGA-Ⅱ完成了以結(jié)構(gòu)總重最小和整機(jī)靜剛度最大為目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化，得到了目標(biāo)空間下的Pareto前沿，設(shè)計者可根據(jù)需要在Pareto解集中選擇適宜設(shè)計方案。
　　 綜上所述，通過本文的工作為復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的模糊隨機(jī)可靠性優(yōu)化提供了一種