基于有限元的起重机钢结构设计最优化方法.pdfVIP

学兔兔 圃固匹喹猛 仿鼻，毽暖ICADICAMICAEICAPP 基于有限元的起重机钢结构设计最优化方法 周顺超， 岳卫东 (法兰泰克重工股份有限公司，江苏苏州2152l1) 摘 要：将优化设计方法同三维软件和有限元分析软件相结合，提出了一种针对起重机钢结构的优化设计方法。采用此 方法，以平衡梁质量最小为目标函数，以钢结构的最大应力和最大变形小于许用值为约束条件进行了优化设计。优化设 计驱动三维软件和有限元分析软件的方法，为复杂的钢结构优化设计提供了一种新思路。 关键词：优化设计；有限元法；钢结构 中图分类号：TP 391．7 文献标志码：A 文章编号：1002-2333(2014)04—0165—02 0 引 言 的经济性，要求钢结构的重量最小，设计变量为6组板厚。 降低产^^的成本、提高产品的设计性能是_T程技术人 本算仞 百过84步迭代，最优解为70步所得到的的结果。 · 直追求的¨标，优化没汁为解决此问题提供了一种新 图2中方块表示满足约束条件的解．圈点表示小满 的没汁力 法， 是南九 数复杂、计算量大等缺点限制了 足约束条件的解。为表明优化设计方法驱动i维软件和 它 I 程-fIn勺幢用 随蕾有限元软件及三维软件的发展， 有限元分析的有效性，表l给}jJ r迭代步为2和70的if 解决r复 函数的计算『rI】题，把优化设计方法、三维软件、 算结果。 f『限兀软件 结合起米，使设计过程完全自动化，已经 成为设计 。法的 一个新思路。本文以起重机平衡梁的优化 改汁为例，将 t维参数化没计、有限元法与优化设计技术 fH结合，说叫优化设计在起重机钢结构中的应用 I 复合形法的基本原理及设计步骤 优化没汁的数学模型如下式所示： l11i ／I ) 厂I I，X2, 3，…． ， )； 岛( )=两( I， ， ，…， )≤0√=1，2，3，…，m； ^^( )=^ ( l，X2, ，…， )=0， =1，2，3，…，l。 I 迭代次数 求解式(IJ的方法称为约束优化方法，根据求解方式 f — — 的／f 同分为直接解法和间接解法等。复合形法是一种直 表1 计算结果 接解法，复合形法进行优化迭代的基本原理是构造含有 迭代步数 位置I位置2位置3位置4位置5位置6 量 堕7J／MPa 个顶点的 始复合彤，同时保证这些顶点都在可行域 22 28 0 22 30 934．968 7 0l71 367 9 57 537 34 I勺，通过求各顶点目标函数值．然后再对目标函数值进行 70 l8 I8 8 l0 l8 624 59l 9 0．196499 2 70975 16 }．t较，从而找}1；使目标函数取得最大值的点，然后根据一