單主梁龍門起重機結構動態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，原有的起重機設計、測試手段越來越不能滿足現(xiàn)代化生產要求。起重機朝著大型化、智能化、專業(yè)化發(fā)展的趨勢使得生產企業(yè)不得不轉變生產模式，以應對日益激烈的全球化競爭。為此，本文采用新的設計理念和設計方法對龍門起重機進行分析、再設計優(yōu)化。
　　 為了節(jié)省人力物力，合理利用資源，本文首先運用相似理論和量綱分析方法得到起重機模型和原型之間的相似關系，選用3種縮小的模型進行分析，經過對比得到最能反映起重機原型的模型長度縮尺比

2、為20。通過實例證明，相似理論對于處理大型結構件有著明顯的優(yōu)越性。
　　 根據(jù)起重機設計規(guī)范GB/T3811-2011，起重機在出廠前必須經過靜力測試。傳統(tǒng)的設計方法大多采用以經典力學和數(shù)學為基礎的半理論、半經驗方法設計起重機，這種方法設計的起重機為了保證起重機的安全系數(shù)往往增大結構的尺寸，導致起重機笨重;而且只能對起重機的某些部位的應力和剛度做出判斷。為了彌補上述方法的不足，本文以有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺Work

3、bench作為分析工具，以縮小20倍的起重機模型為分析對象，采用動載系數(shù)法獲得起重機所受的載荷，基于極限狀態(tài)法分析龍門起重機在10種工況下的靜力性能。經過分析，得知龍門起重機在10種工況下的靜態(tài)性能如強度和剛度均滿足設計規(guī)范要求。
　　 對龍門起重機動態(tài)性能影響最大的動態(tài)特性參數(shù)是主梁的動剛性，起重機的動剛性通常以自然頻率來衡量。運用以大型通用有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺Workbench進行龍門起重機的模態(tài)分析，得出

4、龍門起重機前6階的振動頻率及其相對應的振型，在此基礎上分析起重機的諧響應情況，找到起重機動態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié)。通過分析，可知龍門起重機的第2階固有頻率即起重機主梁在小車軌道運行方向的振動容易引起起重機故障，需要在這個方向加強起重機的剛度。
　　 提出綜合利用有限元法、正交試驗法、神經網絡及遺傳算法進行起重機的動態(tài)優(yōu)化設計。有限元結合正交試驗法可以進行起重機的模態(tài)分析和諧響應分析，獲得起重機動態(tài)優(yōu)化設計的輸入輸出參數(shù)，利用最少的樣本