桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究

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1、桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究摘要起重机是现代生产活动中非常重要的搬运工具，被广泛应用于各个领域的生产活动中。桥式起重机作为最常见的起重机类型之一，其具有空间利用率高、运行效率和可靠性高、以及运行平稳等优点。箱形结构的主梁作为桥式起重机的主要构成部件，对于起重机的安全性和经济性起着决定性的作用。目前起重机箱形主梁普遍存在结构偏重、材料浪费严重等问题，严重阻碍了起重机的应用发展。本文以双梁桥式起重机的箱形主梁为研究对象，将快速设计与轻量化设计技术相结合，实现了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计，有效的提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和质量。本文研究内容如下：（1）以

2、GB/T3811-2008和起重机设计手册等起重机设计相关工具书为设计理论基础，研究了桥式起重机箱形主梁的截面设计和相关的校核设计及计算，实现了起重机箱形主梁截面参数的快速设计计算。以参数化设计方法为基础，通过研究数据库技术，实现了桥式起重机箱形主梁三维实体模型的快速设计。（2）研究了基本遗传算法的原理及其优缺点，在对基本量子遗传算法的研究基础上，提出了一种改进量子遗传算法，通过标准测试函数验证了改进量子遗传算法的可行性。并将改进遗传算法应用于桥式起重机箱形主梁截面参数的优化中，实现了起重机箱形主梁在满足其各种约束条件的前提下，主梁截面面积减小即减轻重量的目的，验证了改进遗

3、传算法在起重机主梁轻量化中的可行性。（3）根据以上理论研究和实现方法，开发了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统。基于VisualBasic开发平台，建立良好的人机交互界面，通过数据库开发技术、模块化参数化等技术的应用，最终实现了系统的独立运行。与企业实际生产相比较，本文开发的桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统，提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和设计质量，通过设计实例表明了本文研究内容的可行性和合理性。关键词：桥式起重机，箱形主梁，快速轻量化设计，改进量子遗传算法ResearchonRapidLightweightDesignofBridgeCraneBoxGird

4、erAbstractCraneisveryimportantintheproductionofmoderntransporttoolsandwidelyusedinvariousfieldsofproductionactivities.Overheadtravelingcraneasoneofthemostcommontypecranewhichcanimproveworkefficiencylargelywithexcellentstabilityandsafeperformance.Boxmaingirderisservedasthemajorcomponentthat

5、playsadecisiveroleforthesafetyandeconomyofthebridgecrane.Forthemoment,thecraneboxgirderalwaysexistsproblemofthecumbersomedeadweightandseriousmaterialwastethatseriouslyhinderedthedevelopmentofthecraneapplication.Inthispaper,bridgecraneboxgirderistakenasthestudyobject,anewdesignmethodthatcom

6、binedrapiddesignandlightweightdesignwasputforward,whicheffectivelyimprovesthedesignefficiencyofbridgecraneboxgirder.Thisarticlerealizedrapidlightweightdesignofbridgecraneboxgirder.Themaincontentsarefollowed:(1)ToGB/T3811-2008andtheneweditionofcranedesignmanualasthebasisoftheoretical，resear

7、chedthemainbeamsectiondesignandrelatedcheckcalculations,realizedtheparametersrapiddesigncalculationsoftravelingcranemainbeam.ThispaperrealizedtheparameterizeddesignforoverheadtravelingcranecombinedwithdatabasetechnologybasedonparameterizeddesignmethodandCAD.(2