基于靈敏度分析的橋式起重機箱梁結構動態(tài)優(yōu)化設計.pdf

1、起重機是現代生產活動中用來對物料進行運輸、裝卸、起重等作業(yè)的機械設備，被廣泛運用于生產活動的各個領域。橋式起重機作為應用最廣泛、產量最多的起重設備，其具有空間利用率高、可靠性高和運行平穩(wěn)等優(yōu)點。目前橋式起重機不僅存在結構自重大、材料浪費的問題，同時在使用的過程中的動態(tài)問題也越來越凸顯，而國內研究者們仍采用靜態(tài)設計法和經驗法對橋式起重機結構進行設計，迫切要求對橋式起重機動態(tài)特性做更為深入的理論研究，并在設計過程中更多的采用動態(tài)設計的方法。

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　　本文以某額定起重量32t，跨度22.5m的橋式起重機箱形主梁為研究對象，基于靈敏度分析方法，結合有限元理論，將動態(tài)優(yōu)化設計方法引入到橋式起重機的結構設計中，實現了橋式起重機結構重量輕、動態(tài)性能優(yōu)的目的。本文的研究內容如下:
　　(1)首先建立了橋式起重機箱梁結構有限元模型，并對其進行靜動力學分析，得到箱梁結構前六階模態(tài)頻率及相應的振型，提取了對箱梁結構動態(tài)性能影響最大的那階模態(tài)頻率，作為箱梁結構優(yōu)化設計的目標函數之一。

3、
　　(2)以靈敏度分析理論為基礎，利用最小二乘法確定了對箱梁結構動態(tài)性能影響較大的幾何參數，并將它們選取為動態(tài)優(yōu)化的設計變量。
　　(3)以靈敏度分析所提取的尺寸參數為輸入，以箱梁結構中對結構動態(tài)性能影響最大的模態(tài)頻率為輸出，通過訓練構建了箱梁結構的BP神經網絡模型。
　　(4)將自適應變異操作和混合變異算子引入到帶有精英策略的非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)中，提出了一種改進的NSGA-Ⅱ算法。以橋式起重機箱梁減