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基于APDL的起重机臂架结构参数化建模及优化研究
| 论文题名： | 基于APDL的起重机臂架结构参数化建模及优化研究 |
| 关键词： | 起重机;机臂架结构;结构建模;技术性能;港口机械 |
| 摘要： | 随着社会的发展，我国与世界各国的经济贸易显著加强。国家对外进出口额逐年增加，各种起重机械的需求量也越来越大。门座起重机是大型港口必备的装卸机械，具有灵活、便捷、适应性广等优点，其应用越来越广，作用越来越大，同时对起重机的技术要求也越来越高。尤其是计算机技术的广泛应用，促使了许多跨学科的先进设计方法出现，推动了起重机新的设计技术和制造技术的提高。激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争，这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段。港口机械的设计计算方法需要不断地更新和完善，向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。 作为产品的设计者，一方面要为生产者降低其设计生产成本；另一方面又要保证其运行的可靠性。为此，本课题对起重机臂架结构进行了优化研究。 以有限元软件ANSYS为平台，建立了门座起重机臂架结构的有限元分析模型，确立了臂架设计参数和整体结构的最大应力值及位移值之间的对应关系表，为后面的神经网络提供学习样本。 利用神经网络的非线形映射功能，建立神经网络模型，并用从有限元分析中获得的数据样本对建立的BP神经网络进行训练。在建立BP神经网络模型的过程中，作者讨论了样本数据归一化、隐含层神经元个数的选取等问题。作者通过建立BP神经网络模型，进行门座起重机臂架结构的最大应力及挠度的预测，克服了以往基于有限元分析的优化设计中有限元分析占用时间过多且在实际中缺乏操作可行性的缺点。 以优化理论为基础，建立了臂架结构的优化模型：以各杆件的壁厚以及部分长度尺寸为优化设计的变量，以臂架结构的重量最轻为优化的目标函数，在满足强度，刚度及工艺要求的基础上，列出优化的约束方程。借助MATLAB的优化工具箱，对臂架结构进行了优化，并对优化结果进行了检验，证明了该优化方法的可行性。 |
| 作者： | 苏运波 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 计三有 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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