桥式起重机箱型主梁的优化设计

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1、桥式起重机箱型主梁的优化设计摘要：起重机械是现代化生产过程中必不可少的辅助工具，也是合理组织生产不可缺少的生产设备。对安全生产、减少事故更有显著作用针对国内桥式起重机箱形主梁消耗钢材多，重量偏大，提出了对主梁结构的优化设计。本设计对主梁结构分析的基础上，建立了相应的优化设计数学模型，以重量为设计目标，以强度、刚度和稳定性为主要约束条件，利用MATLAB编写了相应的程序，通过优化参数的对比，较好地解决了桥式起重机箱形主梁的优化设计问题。在桥式起重机起重量一定不同跨度下并满足强度、刚度等条件下达到用料最省的目的。得出了可靠的优化设计结果。关键词：桥式起重机，箱

2、型主梁，MATLAB，优化设计StructureAnalysisandOptimizationDesignofTheMainGirderofOverheadTravelingCraneAbstract:Thehoistingmachineryisanecessaryadjunctinmodernproduction,itisreasonabletoorganizeproductionindispensableproductionequipment.Onproductionsafety,reduceaccidentsmoresignificantrolein

3、domesticconsumptionofsteelboxgirderofoverheadtravelingcrane,largeweight,theoptimizationdesignofthemaingirderstructure.Thedesignofthemaingirderstructurebasedontheanalysis,themathematicalmodelofoptimaldesigncorrespondingtotheweight,asthedesignobject,withthestrength,rigidityandstabil

4、ityasthemainconstraints,andthecorrespondingprogramiswrittenbyMATLAB,throughcomparingtheoptimizationparameters,solvedtheoptimizationdesignofcrane'sboxgirder.Craneweightofdifferentspansandmeetcertainconditionssuchasstrength,stiffnesstotheminimummaterialconsumptionpurposes.Theoptimiz

5、ationdesignresultsarereliable.Keywords:bridgecrane,boxgirder,theMATLAB,theoptimizationdesign目录1前言11.1课题的背景和意义11.2起重机械的发展趋势11.3桥式起重机相关概念31.3.1桥式起重机的构成41.3.2桥式起重机的分类41.3.3桥式起重机的构造41.3.4桥式起重机的主要参数41.3.5桥式起重机金属结构51.4桥式起重机基本工作原理62优化设计知识背景72.1优化设计的概述72.2优化设计的过程72.3优化设计数学模型82.3.1设计变量82.3

6、.2目标函数92.3.3约束条件92.4优化方法的分类和选择102.4.1优化方法的分类102.4.2优化方法的选择112.5MATLAB简介112.5.1MATLAB的特点112.5.2MATLAB优化工具箱122.5.3fmincon函数介绍123主梁结构分析153.1桥式起重机各项参数153.1.1主梁结构相关参数153.1.2主梁的材料选用153.2主梁的设计准则163.3桥式起重机箱形主梁结构及载荷情况183.3.1通用桥式起重机桥架结构和承载简图.183.3.2起重机主梁的截面结构.194.数学模型的建立204.1设计变量及目标函数的选取204

7、.2约束条件214.2.1正应力约束条件214.2.2剪应力约束条件224.2.3铅垂静刚度约束条件234.2.4水平静刚度约束条件234.2.5动刚度约束条件244.2.6板的高厚比值约束条件244.2.7盖板的厚度比值约束条件254.2.8主梁的跨高比值和跨宽比值约束条件254.2.9横向加劲板厚度约束条件264.2.10变量的取值边界条件265选择优化算法，计算及结果分析285.1选择优化算法285.2优化结果分析29结论33参考文献34致谢36I太原工业学院毕业设计1前言随着全球经济的快速发展和科学技术的进步，国内制造业面临巨大的挑战。尤其是起重机

8、械面临更加激烈的市场竞争，为了赢得国内外市场提高起重机械的生产技术