起重机箱形梁静刚度拓扑优化设计研究  被引量:15

Study on Topology Optimization Design of Static Stiffness About Box Beam for Crane

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作  者:秦东晨[1] 王然然 赵鹤鸣[1] QIN Dong-chen;WANG Ran-ran;ZHAO He-ming(School of Mechanical Engineering Zhengzhou University,He’nan Zhengzhou450001,China)

机构地区:[1]郑州大学机械工程学院

出  处:《机械设计与制造》2020年第2期14-17,21,共5页Machinery Design & Manufacture

基  金:2015年度国家科技支撑计划项目(2015BAF06B06)

摘  要:起重机是广泛使用的起重设备,而起重机箱型梁的重量占起重机总重的一半还要多,起重机箱型梁结构的性能影响到整个起重机的性能,故对其进行合理的优化设计是很必要的。文章依据有限元理论和拓扑优化思想,以30t双梁桥式起重机箱形梁为研究对象,选用固体各向同性微结构(SIMP)材料插值模型,建立体积为约束柔顺度最小化的优化模型,采用OC准则求解得到最优拓扑结构,对拓扑优化中出现的棋盘格现象和网格依赖性选择灵敏度过滤进行处理,并通过编写的MATLAB程序实现箱形梁的拓扑优化,使箱形梁结构整体刚度得到提高。Crane is the widely used jack-up equipment.Weight of crane box beam is more than half of the crane weight.The performance of the crane box beam influences crane's performance.So it is necessary to design it reasonably.This article chooses 30t double beam bridge crane as the object of study.It uses SIMP material interpolation model and bases on finite element model theories and topology optimization theories to build minimum flexibility optimization model.In this optimization model,the volume is the constraint.The solution of the model adopts optimization criterion to solve solution and get optimal topology structure.In order to eliminate checkerboard phenomenon and grid dependence,the sensitivity filtration is used.Then using MATLAB program realize topology optimization of crane box beam.The total stiffness of box beam gets improvement.

关 键 词:起重机 箱型梁 拓扑优化 SIMP变密度法 

分 类 号:TH16[机械工程—机械制造及自动化] TH122

 

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