基于拓扑优化的桥式起重机新型主梁设计

应用基于单元应力的渐进结构优化方法对某型号桥式起重机主梁截面进行拓扑优化,得到了矩形截面的桥式起重机主梁结构形式,随后采用变密度法(SIMP)对该主梁形式下的主、副腹板进行拓扑优化,根据拓扑优化结果,新型主梁主腹板仍然采用实腹结构,而副腹板则以桁架结构形式代替原有实腹结构形式,有限元计算结果证明,该结构形式在保证主梁结构强度、刚度条件下,可以大幅度减轻主梁重量。该新型主梁的设计方案为桥式起重机主梁轻量化设计提供了一种新思路。     

刚度约束条件的周期性拓扑优化研究

板条状结构的设计域具有较大的长宽比,常规的拓扑优化方法无法获得清晰的、易于加工的拓扑形式或求解困难。提出了一种刚度约束条件下基于变密度理论固体各向同性微结构材料惩罚模型(SIMP)的周期性拓扑优化的方法。建立了以结构的体积作为目标函数,单元相对密度为设计变量的周期性拓扑优化问题的数学模型。为了保证优化结构可以获得周期性的拓扑形式,在数学模型中设置额外的约束条件。通过优化准则法推导出虚拟子域设计变量的迭代公式,利用刚度约束计算出拉格朗日乘子。引入过滤函数解决拓扑优化容易出现数值计算不稳定,导致棋盘格、网格依赖性等问题。利用所提出的方法,对平面矩形悬臂梁结构进行拓扑优化研究,获得清晰的、易于加工的周期性拓扑形式。结果表明:当子域数目取值不同时,均可获得清晰的、易于加工的周期性拓扑形式,且具有良好的一致性。通过该典型算例验证了利用变密度理论SIMP插值模型实现周期性拓扑优化的可行性和有效性。     

桥式起重机主梁轻量化设计的关键技术

在对国内外桥式起重机主梁结构现状调研分析及对GB/T 3811—2008《起重机设计规范》分析的基础上,针对国内桥式起重机主梁偏重、耗材多等缺点,通过优化主梁结构形式及几个主要设计参数的选取,例如主梁高跨比、静刚度控制指标等,达到桥式起重机主梁的轻量化设计,从而推动起重机向轻量化、节能型方向发展。     

轻量化桥式起重机可视化共性技术分析

通过VC++调用APDL程序,对桥式起重机主梁的翼缘板、主副腹板进行拓扑优化,得到翼缘板、主副腹板最优的空间结构,实现了主梁的快速优化。为桥式起重机主梁轻量化提供了一种方法。     

桥式起重机主梁多工况拓扑优化设计研究

利用HyperMesh前处理软件与OptiStruct求解器,以体积分数与静态位移为约束,以三种典型静态工况下对应的最小柔度为目标函数,基于SIMP变密度法与数学折衷规划优化法,建立了桥式起重机偏轨箱形主梁多工况拓扑优化模型.经有限元分析计算后得到了同时满足多种工况载荷的起重机主梁拓扑结构.根据拓扑优化结果设计出主副腹板新型开孔式结构,随后进行了主梁重构后强度、刚度与稳定性的有限元分析验证.实现了对偏轨箱形主梁经拓扑优化后合理减重的目的,为起重机主梁的结构创新设计提供了一定指导.     

桥式起重机主梁局部稳定性分析

针对通用桥式起重机主梁的稳定性问题进行分析,通过对比国内外双梁桥式起重机主梁横隔板的结构形式、布置方式和加工工艺,优化相关手册和设计规范的规定范围,推荐了横隔板形式以及布置间距,改善了横隔板的加工工艺,进一步实现桥式起重机的轻量化设计。并通过有限元屈曲分析求得桥式起重机主梁在典型工况不同模态下的屈曲系数,分析验算其局部稳定性。     

桥式起重机箱形主梁的结构优化与改进策略分析

桥式起重机的性能受到箱形主梁结构的影响很大,通过对箱形主梁结构的优化和改进,可以提高桥式起重机的性能.发达国家采用现代设计方法设计起重机.本文针对桥式起重机箱形主梁腹板的结构优化和改进策略进行分析.     

基于C#平台的桥式起重机主梁优化软件开发

针对桥式起重机主梁截面尺寸优化困难的问题,开发了基于C#平台的桥式起重机主梁优化软件。首先,通过输入桥式起重机基本参数,利用经验公式,获得一组主梁截面数据;然后引入粒子群优化算法对主梁数据进行优化,得出优化结果,并且在C#开发平台上程序化整个优化过程,实现了桥式起重机主梁的快速优化;最后,通过对一台实际使用的桥式起重机主梁进行运用,验证了方法和软件的可行性及实用性。     

起重机主梁拓扑优化设计研究

通过对桥式起重机主梁进行力学拓扑优化,用灵敏度过滤法分析不同过滤半径对优化结构的影响。选择合适的惩罚因子和过滤半径,解决了有限元拓扑优化的中部优化不稳定现象,使约束条件下主梁材料最优分布,使起重机主梁轻量化,同时提高基频。     

基于MSC.Patran/Nastran的桥式起重机主梁优化设计

针对现行主梁设计中存在的结构笨重、材料浪费严重的问题,基于MSC.Patran平台,构造某型桥式起重机箱型主梁模型,应用MSC.Nastran对其进行结构和受力分析;以主梁各板厚度为优化变量,以强度和刚度指标为约束,应用MSC.Nastran提供的优化方法,进行以主梁结构轻量化为目标的优化计算,得到合理的优化结果。对我国桥式起重机的现行设计方法进行了一些改进和探索。     

基于HyperWorks形状优化的桥式起重机主梁轻量化设计

以某桥式起重机为研究对象,基于HyperWorks形状优化技术对桥式起重机主梁轻量化设计进行了研究。首先,建立桥式起重机的有限元模型,对其进行有限元分析。其次,以体积分数最小为目标函数,以起重机主梁的高度、宽度为设计变量,应力、应变能、模态为约束,建立优化数学模型,对起重机进行轻量化设计,并对优化后的起重机主梁进行整体稳定性验证。     

基于HyperWorks形状优化的桥式起重机主梁轻量化设计

以某桥式起重机为研究对象,基于HyperWorks形状优化技术对桥式起重机主梁轻量化设计进行了研究。首先,建立桥式起重机的有限元模型,对其进行有限元分析。其次,以体积分数最小为目标函数,以起重机主梁的高度、宽度为设计变量,应力、应变能、模态为约束,建立优化数学模型,对起重机进行轻量化设计,并对优化后的起重机主梁进行整体稳定性验证。     

基于Hypermesh门式起重机优化主梁可行性仿真分析

针对某门式起重机主梁进行拓扑优化设计,得到主梁腹板材料分布的整体方案,并根据新方案详细设计了门式起重机主梁结构。然后对优化后的主梁结构进行了虚拟试验,分析表明基于拓扑优化设计的门式起重机主梁满足刚度和强度的设计要求。采用虚拟试验的研究方法,验证了优化设计方案的可行性,为门式起重机主梁的结构设计提供了一个高效的验证途径。     

折臂式随车起重机转台的拓扑优化设计

为了使折臂式随车起重机转台在最大应力不超过材料许用应力的前提下实现轻量化设计的目的,通过ADAMS软件仿真确定其极限工况,对转台进行静力学分析及拓扑优化。通过拓扑优化得到了理想的材料分布。基于优化结果调整转台结构,并对改进后的转台进行静力学分析。结果表明,优化后的转台能够满足实际的使用需求。同时,转台质量降低了12%,证明了优化设计的有效性和可行性,并为折臂式随车起重机的相关设计提供了一定的借鉴。     

浅谈吊熔融金属电动单梁桥式起重机的安全技术性能

随着TSG Q0002—2008起重机安全技术监察规程—桥式起重机的实施,对新制作的吊熔融金属电动单梁桥式起重机的设计技术要求及检验使用有了明确的规定,使得冶金用单梁起重机设计及检验有了更为合理的标准,就这种形式的起重机在使用过程中的安全技术性能进行了分析,提出了这种起重机不同于普通LD单梁起重机在结构焊接及驱动配置等方面的安全控制要求。     

基于改进果蝇算法的桥式起重机金属结构优化设计

以通用桥式起重机箱形主梁金属结构为研究对象,针对现阶段桥式起重机金属结构在优化方法方面存在的易陷入局部最优、搜索时间较长等问题,在研究果蝇算法及传统优化算法搜索方式的基础上,将果蝇算法进行了适当的改进,利用果蝇算法高效的全局寻优能力,并结合传统优化算法的稳定性,提出了一种新的具有较高搜索效率的优化方法,将该方法运用到50 t/20 m双梁桥式起重机主梁金属结构轻量化设计之中。计算结果表明,该方法可以加速优化算法的收敛速度,具有良好的优化性能,证明了文中所提方法适合进行起重机金属结构轻量化设计,为起重机金属结构的轻量化研究提供了一种新的高效的设计手段。     

桥式起重机桥架结构参数优化

介绍了基于系统分析的双梁桥式起重机桥架结构优化设计方法。在对主、端梁进行全面受力分析的基础上建立了桥式起重机桥架结构的优化数学模型，采用MATLAB进行优化处理，最终得到满意的结果。     

桥式起重机主梁端部剪应力的有限元计算与测试分析

应用有限元分析程序,对桥式起重机主梁端部剪应力进行计算分析,研究了桥式起重机剪应力的分布规律。在介绍桥式起重机剪应力测试方法的基础上,对实测结果和有限元计算结果进行了对比分析,其结果对桥式起重机的优化设计具有重要意义。