基于APDL的起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)與世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易顯著加強(qiáng)。國(guó)家對(duì)外進(jìn)出口額逐年增加，各種起重機(jī)械的需求量也越來(lái)越大。門座起重機(jī)是大型港口必備的裝卸機(jī)械，具有靈活、便捷、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣，作用越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)起重機(jī)的技術(shù)要求也越來(lái)越高。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使了許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，推動(dòng)了起重機(jī)新的設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)的提高。激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。港口

2、機(jī)械的設(shè)計(jì)計(jì)算方法需要不斷地更新和完善，向更注重功能性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性的方向發(fā)展。 作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者，一方面要為生產(chǎn)者降低其設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本；另一方面又要保證其運(yùn)行的可靠性。為此，本課題對(duì)起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化研究。 以有限元軟件ANSYS為平臺(tái)，建立了門座起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，確立了臂架設(shè)計(jì)參數(shù)和整體結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力值及位移值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，為后面的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供學(xué)習(xí)樣本。 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線形映

3、射功能，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并用從有限元分析中獲得的數(shù)據(jù)樣本對(duì)建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。在建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的過程中，作者討論了樣本數(shù)據(jù)歸一化、隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)的選取等問題。作者通過建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行門座起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力及撓度的預(yù)測(cè)，克服了以往基于有限元分析的優(yōu)化設(shè)計(jì)中有限元分析占用時(shí)間過多且在實(shí)際中缺乏操作可行性的缺點(diǎn)。 以優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，建立了臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型：以各桿件的壁厚以及部分長(zhǎng)度尺寸為優(yōu)化設(shè)計(jì)的變