赵琼, 童水光, 钟崴, 葛俊旭[1]2015年在《基于GA-FEA的门座起重机变幅机构优化设计》文中认为为降低门座起重机的制造成本和运行成本,对四连杆变幅机构进行优化设计,建立以关键参数作为设计变量的优化设计模型.提出采用遗传算法和有限元分析联合求解的门座起重机四连杆变幅机构的优化设计方法,能够在保证门座起重机主要技术参数的同时,实现降低自身重量、减小不平衡力矩以及吊重水平变幅过程中垂直落差的优化目标.开发的门座起重机四连杆变幅机构专用的参数化有限元模型自动生成器,通过有限元解算提取的性能约束状况,并结合边界约束条件对各优化目标进行加权评价.应用结果表明:该方法适用于门座起重机四连杆变幅机构的优化设计,能够有效地改善设计质量.
赵爽[2]2003年在《门座起重机四连杆变幅机构优化设计》文中研究说明门座起重机是我国研制最早、具有重要代表性的一种旋转式有轨起重机。在门座起重机的结构设计中，变幅机构的设计是最重要的组成部分，其设计的优劣直接影响着整个门座起重机的经济性、可靠性和使用性能。本文对门座起重机四连杆变幅机构进行了研究，并采用载重水平位移作为主要目标函数——即使吊载在变幅过程中沿着水平线或接近水平线的轨迹运动，以节省变幅驱动功率——建立了变幅机构的数学模型。同时针对求解过程中频繁遇到的反函数越界问题，采取了缩减设计变量维数空间和越界时返回上一搜索点等有效措施，大大提高了寻优效率。文中数学模型的求解采用了改进的遗传算法，较好地克服了传统算法易陷入局部最优解的弊端。本文还应用 Visual Basic 6.0 开发了四连杆变幅机构优化设计 CAD 软件，为设计人员提供了简洁友好的用户界面，并通过具体实例介绍了软件的使用方法，验证了软件的实用价值。
刘剑波[3]2011年在《单臂架门座式起重机臂架变幅系统的优化设计》文中指出随着门座式起重机大型化的发展趋势,采用钢丝绳变幅的单臂架门座起重机逐渐取代了四连杆门座起重机在市场上的主导地位。对于这种类型的门座起重机,对其变幅机构的深入研究还比较少,目前一直依赖经验设计方法。这种方法设计时大部分参数还是需要靠经验和试凑来确定,往往顾此失彼,设计的质量和效率也得不到有效保证。本文主要对采用卷筒补偿变幅系统的单臂架门座起重机进行了研究,分析了这种钢丝绳变幅系统的原理和特点,介绍了一种简单合理的卷筒补偿变幅系统:将变幅卷筒和补偿卷筒合二为一,设计和制造维护都更加方便。针对这种类型的绳索变幅系统,提出了其关键的设计要素,强调水平性并不是唯一的衡量标准。为了更好的满足设计要素,采用现代优化设计的方法,建立相关的数学模型,利用matlab软件的优化工具箱进行了优化计算。最后将通过优化设计得到的结果与常规计算的结果进行了详细对比,证明了优化过程的正确有效,可以将该方法直接应用于设计,提高了该类型起重机设计的质量和效率。
严正宏[4]2008年在《起重机运动机构参数优化设计》文中研究说明门座起重机是一种重要而又具有代表性的旋转类型的有轨运行式起重机,广泛应用于港口、码头货物的机械化装卸,是实现生产过程机械化不可或缺的重要设备。四连杆结构是门座起重机的核心机构,负责起重机的起升和变幅运动。为了保证吊重沿水平线或接近水平线方向移动,变幅机构的设计多采用组合臂架补偿法,即采用组合臂架补偿法对四连杆的结构参数选择进行优化。本文在浙江大学与上海港机重工有限公司的合作项目“门座起重机四连杆结构分析系统”的研究工作的基础上,根据门座起重机安全校核,起重效率等的需求,针对港机厂目前门机使用的状况,对门机的臂架系统和平衡系统的优化,做了若干研究工作。本文的主要研究内容如下:1、归纳了对臂架平衡系统影响的各个结构参数,确立各参数之间的数学关系和约束条件,并据此推导出最优化方程。2、应用最优化理论的相关原理,对比了不同方法的优化效果,最终确定了实用高效的优化方法—坐标轮换法。3、软件实现了四连杆机构的最优化系统的设计,并应用于实际的生产。
李端[5]2005年在《基于虚拟样机的门座起重机组合臂架系统动力学仿真研究》文中认为港口的发展对港口机械的要求也越来越高,因此港口装卸机械的设计计算方法需要不断地更新、充实和完善,使港口机械向更注重功能性、经济性、可靠性和安全性的方向发展。长期以来,港口装卸机械的设计方法多采用静态设计为主,并没有有效的动态仿真设计新方法。在港口机械研制过程中引入虚拟样机技术可以实现计算机对起重机各机构在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程的仿真模拟,得到仿真输出参数和结果,以此来估计和准确推断实际运行的各种数据,对港口机械进行动态分析和计算有一定参考价值。从而为将来起重机虚拟设计的研究打下基础,为起重机的创新设计和优化设计提供先进的技术支持,这对于加快起重机械研制周期、降低研制成本,都具有重要的意义。 本文基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件平台,建立了门座起重机组合臂架系统的叁维数字化虚拟样机,并对其进行了较为系统的多体系统动力学仿真分析,实现了计算机对组合臂架系统在各种工况下随载荷变化的运行状态及随时间变化过程的仿真模拟,得到的相关仿真分析数据对于门座起重机组合臂架系统动态设计提供了有效的手段,论文的主要内容包括: 根据起重机动力学理论,建立了相关动力学模型,确定了在不同工况下的动力载荷;使用叁维实体造型软件UG,建立了组合臂架系统的叁维实体模型,并将组合臂架系统的叁维实体模型顺利导入ADAMS软件,在对各个部件施加约束和力后,进行了多刚体系统动力学叁维可视化仿真分析:对臂架结构进行模态分析,从而了解臂架的动态特性,提取了前几阶固有频率、主振型图,并对结果进行了分析:利用Ansys软件与ADAMS软件的双向接口,把臂架柔性化,建立组合臂架系统的刚柔耦合虚拟样机,在不同工况下,进行了刚柔耦合系统动力学仿真的初步研究。 总之,门座起重机组合臂架系统的虚拟样机研究,是先进的设计、分析、仿真技术应用于门座起重机设计中的初步尝试,为设计经济、可靠、稳定的高性能门座起重机提供了有力的工具和实现方法。
陈强努, 宋厚却[6]1989年在《四连杆变幅机构平衡重系统的优化设计》文中研究指明本文介绍了一种四连杆变幅机构平衡重系统的优化设计方法。它将该系统的设计归结为五维、5个目标函教、9个约束条件的数学模型,应用改进的随机方向法求该数学模型的最优解。经改进的随机方向法,对于解决机构类优化设计中经常出现的反正弦、反余弦函数变量值大于1的问题提出了笔者的看法。 文中进行了实例计算,其结果较用传统方法得出的结果有显着进步,可直接应用于实际生产。
熊志诚[7]2005年在《臂桥架集装箱起重机变幅机构优化设计》文中研究表明岸边集装箱起重机主要有两大类型：桥式起重机与门座起重机。桥式起重机装卸效率高、工作范围大，但是造价高。门座起重机装卸效率低、工作范围小，但是造价和维护成本低。臂桥架起重机结合了桥式起重机和门座起重机的优点，装卸效率高、工作范围大，而且造价和基础土建费用低，其优越性非常显着。臂桥架变幅系统又是其核心技术。系统设计的优劣直接影响到整机的性能。正因为如此，有必要对变幅系统进行优化设计。 惩罚函数算法[Sequential Unconstrained Minimization Technique，简称SUMT]，即序列无约束极小化方法。它的基本思想是将约束优化问题中的不等式约束和等式约束经过加权转化后，和原目标函数结合形成新的目标函数—惩罚函数。这样我们就把一个有约束的优化问题转化为一系列的无约束优化问题。然后就可以用求解无约束优化问题的最优解方法进行求解。所得到的最优解序列将逐步逼近原问题的最优解。 本文以新型的臂桥架岸边集装箱起重机变幅机构组合式货物水平位移补偿系统的模型为研究对象，建立了吊重水平落差最小的数学模型。分析了影响货物水平性的主要因素及这些因素对影响的显着性，探讨了影响货物水平性的变化趋势与规律，研究了平移滑轮组的位置对补偿效果的影响。结合臂桥架变幅系统的具体数学模型和各种优化设计方法的适用范围与易用性，决定采用惩罚函数算法对模型进行优化设计。结合Delphi语言的可视化集成开发环境，编制了实用的优化设计和检验程序。该程序界面友好，易于修改参数，使用者可以方便快速的进行反复优化设计与检验。 本文研究成果主要体现在以下几个方面： 1．首次结合新型的臂桥架岸边集装箱起重机变幅机构的设计，实现了组合式吊重水平位移补偿系统模型的吊重水平落差最小的优化设计问题，为变幅机构的设计和检验提供了正确有效的设计理论与方法。 2．根据变幅机构货物水平位移补偿系统的原理和特点，确定了数学模型中的设计常量和设计变量，使得数学模型更加准确和完善。通过实例验证了影响货物水平性的主要因素对其影响的显着性，以及影响货物水平性的变化趋势与规律。推测并通过试验数据验证了平移滑轮组的位置对补偿效果没有任何影响。 3．根据臂桥架变幅系统具体的数学模型，选用惩罚函数算法对它进行了优化，同时运用Delphi语言编制了通用的优化设计和检验程序，为变幅机构的设计和检验提供了一个高效实用的工具。
赵爽[8]2007年在《门座起重机变幅机构的遗传优化》文中指出门座起重机变幅机构设计的优劣决定性地影响整机的使用性能。对传统门座起重机组合臂架式变幅机构的数学模型进行了合理简化,并利用遗传算法的并行处理特性对其进行轨迹与尺寸综合优化。数值算例表明,本文方法是有效的,且计算结果较传统方法更优。
舒胜宏[9]2008年在《门座起重机四连杆结构FEA平台的研究及应用》文中研究指明信息化是传统制造业的必然趋势,进入二十一世纪,传统制造业加快了信息化的进程。门座起重机作为一种典型的旋转类型起重机,被广泛的应用与港口、码头货物的机械化装卸,造船厂船舶的施工与安装及大型水电站工地的建坝工程中。对于提高劳动生产率,实现生产过程的机械化具有重要的意义。本文以浙江大学与上海港机厂合作项目“门座起重机四连杆结构分析系统”为背景,以门座起重机四连杆机构作为主要研究对象,介绍门座起重机四连杆机构专用FEA平台的研究应用,以解决如下工程问题为目标:(1)采用通用有限元程序进行传统手工分析过程繁琐,手工计算过程复杂,人力成本大,分析效率低下,且极易出错。(2)采用通用有限元程序进行传统手工分析并没有切实按照GB3811国家标准进行相关如强度、疲劳、整体以及局部稳定性等验算,增加了工程安全隐患。(3)采用通用有限元程序进行传统手工分析很难实现统一数据存档管理,无法充分发挥本次分析为下次设计提供参考的优势。论文在查阅大量文献资料,分析工程现状,结合传统手工分析流程,参考最新起重机设计规范国家标准以及港机起重机设计规范的基础上,系统阐述了门座起重机四连杆机构专用FEA平台的研究背景以及实现过程。本文研究内容包括:针对Ansys和Nastran分别提出专用有限元分析系统框架,并分析各框架的可行性与优劣,确定系统开发框架;对Nastran解算器的特点进行详细分析,特别是数据输入格式以及输入文件的组成部分,各相关段具体含义分析以及复杂梁单元CBEAM基本理论包括梁特性如单元坐标系、CBEAM单元刚度阵分析,并通过基本算例研究单元内力输出的相关性质,为系统开发积累原始资料;分析传统通用有限元分析步骤,阐明传统分析的局限性,研究最新相关规范,阐明规范中值得探讨之处,提出本系统的解决方案,得到系统开发的计算依据;采用面向对象方法提出系统分析流程以及详细架构,对系统进行UML建模,分析系统实例,进一步阐明系统优越性。
薛笑寒, 祁学凯, 黄玉生[10]1992年在《四连杆变幅机构货物水平波动差值的计算》文中指出本文对四连杆组合臂架变幅机构工作过程中货物水平波动情况的分析指出,计算水平波动的差值时必须计及起升机构钢丝绳补偿过程的影响。在一台25t门座起重机上进行的实测证明了这一点。
参考文献：
[1]. 基于GA-FEA的门座起重机变幅机构优化设计[J]. 赵琼, 童水光, 钟崴, 葛俊旭. 浙江大学学报(工学版). 2015
[2]. 门座起重机四连杆变幅机构优化设计[D]. 赵爽. 大连理工大学. 2003
[3]. 单臂架门座式起重机臂架变幅系统的优化设计[D]. 刘剑波. 上海交通大学. 2011
[4]. 起重机运动机构参数优化设计[D]. 严正宏. 浙江大学. 2008
[5]. 基于虚拟样机的门座起重机组合臂架系统动力学仿真研究[D]. 李端. 武汉理工大学. 2005
[6]. 四连杆变幅机构平衡重系统的优化设计[J]. 陈强努, 宋厚却. 上海海运学院学报. 1989
[7]. 臂桥架集装箱起重机变幅机构优化设计[D]. 熊志诚. 武汉理工大学. 2005
[8]. 门座起重机变幅机构的遗传优化[J]. 赵爽. 上海电机学院学报. 2007
[9]. 门座起重机四连杆结构FEA平台的研究及应用[D]. 舒胜宏. 浙江大学. 2008
[10]. 四连杆变幅机构货物水平波动差值的计算[J]. 薛笑寒, 祁学凯, 黄玉生. 起重运输机械. 1992