基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计

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1、？旬＾／ｘ蒋＃＾會ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇ頒±学位论文基于改进退火－题目：粒子群源合算法的桥式起重机主梁优化设计作者姓名：尉鹤鑛指导教师：魏效玲教授学科专业：机械工程所在学院：机电工程学院’：暫ｔ．紅献齡議；啡議．提交论文日期：２０１６年５月巧日ｊＡ独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北王程大学或其他教育机构的学

2、位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名ｇ签字日期：乂年与月三＾日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北工程大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权河北工程欠举可ＬＵ将学仿论义的今部或部分内容编入有关数据犀进行檢索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：尉搞祭签字日期；年９月文＾曰

3、导师签名：多乂苗签字曰期：年項；＾曰魏工学硕士学位论文基于改进退火-粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计河北工程大学2016年5月分类号TH215密级：公开UDC：621单位代码：10076工学硕士学位论文基于改进退火-粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计作者姓名：尉鹤缤指导教师：魏效玲教授申请学位级别：工学硕士学科专业：机械工程所在单位：机电工程学院授予学位单位：河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringOptimiza

4、tionDesignoftheBridgeCraneGirderBasedonImprovedAnnealingParticleSwarmOptimizationHybridalgorithmCandidate：WeihebinSupervisor：Prof.WeiXiaolingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalEngineeringCollege/Department：CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringHebeiUniversityofEn

5、gineeringMay,2016摘要随着全球经济迅速发展，工业生产规模不断扩大，桥式起重机作为一种重要的物料装卸和搬运设备，广泛应用于建材、运输、矿山、制造业和石油化工等领域。目前，我国桥式起重机设计多采用传统的许用应力法和极限状态法，传统设计方法虽然能满足工程需要，但材料浪费严重、结构尺寸较大、能耗较高。桥架结构占桥式起重机总重60%~80%，而主梁又是桥架重要组成部分，是桥式起重机最主要的承载部件，为使我国桥式起重机向着安全可靠、轻量化、低能耗方向发展，对桥式起重机主梁进行结构优化设计显得尤为重要。本文采用改进退火-粒子群混合优化算法(SA-PSO)对桥式起重机主梁进行优化设计，其

6、内容主要包括：（1）介绍桥式起重机结构组成，对其进行载荷计算。确定主梁截面的五个尺寸参数为设计变量，以制造工艺、边界尺寸、力学性能等方面的要求为约束条件，以主梁截面面积最小为目标函数，构建箱形主梁优化设计数学模型；（2）分析模拟退火算法（SA）和粒子群算法（PSO）的优缺点，取长补短，将“优选粒子”引入粒子群算法后，再与模拟退火算法相互结合，得到改进模拟退火-粒子群混合优化算法。通过测试函数和主梁优化实例对改进SA-PSO混合算法进行验证，证明改进SA-PSO混合优化算法的可行性和合理性；（3）以30t/25.5m正轨箱形双梁桥式起重机主梁为研究对象，以MATLAB软件为实现工具，运用改

7、进SA-PSO混合算法对起重机主梁进行优化，优化后主梁截面面积减少到31230mm2，明显减轻主梁自重，达到优化设计目的；（4）利用有限元软件ABAQUS，对改进退火-粒子群混合算法优化后的正轨箱形双梁桥式起重机进行静态分析、模态分析和谐响应分析，分析结果表明优化后主梁符合强度、刚度要求，优化后桥式起重机结构合理、动态性能良好。关键词：桥式起重机；主梁；优化设计；粒子群算法；模拟退火算法；模态分析；谐响应分析IAbstractWit