發(fā)布時(shí)間：2018-01-05 02:07

  本文關(guān)鍵詞：臂架系統(tǒng)腰繩裝置優(yōu)化研究　出處：《大連理工大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 腰繩裝置 一階優(yōu)化流程 粒子群算法 優(yōu)化研究

【摘要】：為滿足生產(chǎn)、吊裝以及制造等行業(yè)對(duì)于起吊高度的要求,臂架系統(tǒng)長(zhǎng)度在逐年增加。而隨著這種長(zhǎng)度的增加,問(wèn)題也在增加。其中之一就是大臂長(zhǎng)臂架的起臂問(wèn)題。因此,在臂架系統(tǒng)中添加了腰繩輔助裝置。雖然腰繩裝置已安裝在各種噸位的起重機(jī)上,但是對(duì)腰繩裝置的設(shè)計(jì)仍然沿用以往的那種大量重復(fù)性試算法上。為擺脫這種費(fèi)力費(fèi)時(shí)的設(shè)計(jì)方法,本文從多方面入手,探索腰繩裝置的設(shè)計(jì)規(guī)律,并且設(shè)計(jì)了較為實(shí)用的優(yōu)化方法。具體工作如下： (1)簡(jiǎn)述腰繩裝置的形式、特點(diǎn)和不同的安裝型式,以及其對(duì)于臂架整體性能的影響；并且介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于腰繩的研究現(xiàn)狀。 (2)由于臂架系統(tǒng)有限元建模時(shí)較為繁瑣,需要對(duì)其在保證一定精度的條件下進(jìn)行簡(jiǎn)化。本文分析了基于等效剛度、等效慣性矩兩類方法的利弊,根據(jù)本次優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體目標(biāo),選取了基于位移相等假設(shè)的等效慣性矩方法作為基礎(chǔ),同時(shí),因?yàn)楸敬窝芯繉?duì)象特殊性——變截面性質(zhì)不可忽略,設(shè)計(jì)了一種新的臂架簡(jiǎn)化手段。 (3)在以往的腰繩設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上,總結(jié)了在兩種典型工況下腰繩裝置對(duì)不同類型的臂架整體受力性能的影響；運(yùn)用單因素分析法,研究腰繩裝置各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)臂架系統(tǒng)受力的影響；對(duì)上述分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)歸納,探尋其影響規(guī)律。 (4)分析大臂長(zhǎng)臂架系統(tǒng)的特點(diǎn)：首先對(duì)于超長(zhǎng)臂架,由于剛度過(guò)小會(huì)產(chǎn)生大位移小應(yīng)變現(xiàn)象,因此需要考慮臂架的幾何非線性特征；其次對(duì)于軸心壓彎構(gòu)件的臂架結(jié)構(gòu)而言,“二次變形效應(yīng)”的影響在工程實(shí)際與研究中往往不應(yīng)被忽略；最后,由于腰繩裝置的運(yùn)用,其在最小幅度工況下極可能產(chǎn)生反彎現(xiàn)象。這些影響因素在優(yōu)化研究過(guò)程中都需要被考慮。 (5)分析了ANSYS的優(yōu)化模塊中零階、一階優(yōu)化方法的利弊,在此基礎(chǔ)上提出了一種一階優(yōu)化流程,避免了兩種方法的局限性,發(fā)揮其適用性；同時(shí),對(duì)比分析了現(xiàn)有的幾種優(yōu)化的優(yōu)缺點(diǎn),選擇了一種適用于腰繩裝置設(shè)計(jì)的方法一粒子群算法。利用MATLAB編譯環(huán)境,編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)腰繩裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)。 (6)以660噸履帶起重機(jī)的帶腰繩變截面臂架系統(tǒng)為例,以臂架最小撓度作為優(yōu)化目標(biāo),從優(yōu)化結(jié)果、優(yōu)化方法收斂性等幾方面對(duì)比兩種優(yōu)化策略,確定適合于腰繩裝置的優(yōu)化問(wèn)題的優(yōu)化方法。
[Abstract]:In order to meet the requirements of the production, hoisting and manufacturing industries for lifting height, the length of the boom system is increasing year by year, but with the increase of this length. Problems are also increasing. One of them is the arm lifting problem of the long arm boom. Therefore, a waistline auxiliary device has been added to the boom system, although the waist-rope device has been installed on cranes of various tonnage. However, the design of the waist rope device is still the same as the previous repeated test algorithm. In order to get rid of this laborious and time-consuming design method, this paper explores the design law of the waist rope device from many aspects. And a more practical optimization method is designed. The specific work is as follows: This paper briefly describes the form, characteristics and different installation types of the waist-rope device, as well as its influence on the overall performance of the boom, and introduces the present research situation of the waist-rope at home and abroad. 2) because the finite element modeling of boom system is complicated, it needs to be simplified under certain precision. The advantages and disadvantages of two kinds of methods based on equivalent stiffness and equivalent moment of inertia are analyzed in this paper. According to the specific objectives of this optimization design, the equivalent moment of inertia method based on the displacement equality assumption is selected as the basis. At the same time, because of the particularity of the research object-variable cross-section properties can not be ignored. A new simplified arm frame is designed. 3) on the basis of the previous design work of the waist rope, the influence of the waist rope device on the overall mechanical performance of the different types of boom under two typical working conditions is summarized. Single factor analysis method is used to study the influence of the design parameters of the waist rope on the force of the boom system. The results of the above analysis are summarized and its influence law is explored. (4) analyzing the characteristics of the long-arm boom system: firstly, for the super-long boom, the geometric nonlinear characteristics of the boom should be taken into account because the phenomenon of large displacement and small strain will occur when the brace is young; Secondly, the influence of "secondary deformation effect" should not be neglected in engineering practice and research. Finally, due to the application of the waist rope device, it is very possible to produce the reverse bending phenomenon under the minimum amplitude working condition. These factors need to be considered in the process of optimization research. (5) the advantages and disadvantages of zero order and first order optimization method in ANSYS optimization module are analyzed. Based on this, a first order optimization process is proposed, which avoids the limitations of the two methods and gives full play to their applicability. At the same time, the advantages and disadvantages of the existing optimization are compared and analyzed, and a new method, particle swarm optimization, which is suitable for the design of the waist rope device, is selected, and the MATLAB compiler environment is used. Write the code to realize the optimization design of the waist rope device. Taking 660 ton crawler crane with variable cross section boom system with waist rope as an example, taking the minimum deflection of boom as the optimization objective, the two optimization strategies are compared from the optimization results and the convergence of optimization methods. To determine the optimization method suitable for the waist rope device.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH211

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