大型全回转浮式起重机平衡系统优化数学模型

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1、大型全回转浮式起重机平衡系统优化数学模型:针对大型全回转浮式起重机的结构和工况特点，在满足抗倾覆稳定性要求下，将浮式起重机自重产生的不平衡力矩与起升货物产生的不平衡力矩之和的均方根力矩作为目标函数值，建立以平衡系统主要构件强度、刚度、结构尺寸和回转轮压合理性为约束条件的多目标设计优化数学模型，运用遗传算法优化浮式起重机平衡系统，最终得出优化数据该数学模型在具体优化过程中取得较为满意的优化结果，为大型全回转浮式起重机的设计优化提供有效方.xzbu.8/view~8771402.htm关键词:浮式起重机；平衡系统；设计优化；遗传算法:U653.921:AMathematicalmodelfo

2、rdesignoptimizationonbalancesystemoflargefloatingcranewithfullrotationYANGYongshenga,SUNLelea,SHENHairongb(aLogisticsEngCollege;bEngTrainingCenter,ShanghaiMaritimeUniv.,Shanghai201306,China)Abstract:Astothestructureandworkingcharacteristicsoflargefloatingcranewithful1rotation,amathematicalmode1fo

3、rmulti,objectdesignoptimizationisestablishedtomeettherequestofoverturningstabilityTheobjectivefunctionvalueistherootmeansquaretorqueofthesumofunbalancedmomentgeneratedbycraneweightandliftedcargoThestrength,rigidityandstructuresizeofmaincomponentsandrotarywheelpressurerationalityaretakenastheconst

4、raintconditionsforthebalancesystemThegeneticalgorithmisusedtooptimizethefloatingcranebalancesystcmAndtheoptimizationdataisobtainedThemathematicalmodelachievesbetteroptimizationeffect,whichisaneffectivemethodforthedesignoptimizationonthebalancesystemoffloatingcrane.Keywords:floatingcrane;balancesy

5、stem;designoptimization;geneticalgorithm0引言海上运输、港U海洋工程以及海洋油气田开发等产业的兴起和不断发展，促使大型浮式起重机迅猛发展.2008年上海振华港机完成起重量世界第1的7500t全回转浮式起重机，这台可将法国埃菲尔铁塔吊起来的巨型浮式起重机的诞生，引起世界海工界的极大关注.浮式起重机的工作环境决定其在工作过程中应具有较高的稳定性和可靠性.在以往对浮式起重机平衡系统设计中，工程师们大多依靠理论知识和丰富的工程设计经验，针对用户的需要提出初步设计方案,随后进行结构分析、校核，如结果不满足工程结构的可靠性要求,则修改初始设计,进行重分析、校核

6、直至满足为止.该过程计算工作量大且不能确定得到的设计方案是否最优.因此，研究和应用先进的设计优化方法，解决浮式起重机平衡系统稳定性、可靠性以及经济性的优化问题具有重要的理论价值和实用价值.1浮式起秉机简介浮式起重机是以专用浮船为支撑和运行装置、浮在水上作业、可沿水道自航或拖航的水上臂架起重机，又被称为浮吊或起重船.浮式起重机广泛用于海、河、港门，可单独完成船一岸间或船一船间的装卸作业，也可配合岸上的起重设备加速船舶装卸.浮式起重机应具有足够的强度和刚度，以适应海上纵、横摇的工作环境，并具有较高的稳定性、可靠性及安全性，维修方便，操作灵活.全回转浮式起重机的钢结构构件主要巾臂架、臂架搁架、

7、人字架（垂直撑架和斜撑架）、防倾覆支架、桁框架、变幅平台、回转底盘和配重箱等组成，见图1.配重箱和人字架是影响浮式起重机平衡系统的关键部件.图1全回转浮式起秉机金属绍构2浮式起重机平衡系统优化的数学模型根据设计目的和浮式起重机的工作特点、工作环境以及结构布置形式等设计要求，在建立浮式起重机平衡系统优化的数学模型时，需满足水上作业的需要、考虑浮船倾斜的影响.根据起重机技术参数，分析起重机力流传递性能，在大载荷、大位移、变工况和风浪流等