平头塔式起重机结构的优化设计

作     者：李屹 陈奕璋 沈莹莹 

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海 上海理工大学管理学院上海 

出 版 物：《建模与仿真》 (Modeling and Simulation)

年 卷 期：2022年第11卷第6期

页      面：1643-1657页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：平头塔式起重机 优化设计 内点惩罚函数法 轻量化 有限元分析 

摘      要：本塔式起重机作为大型工程中的关键部分,对起重机本身的安全性能和驾驶员的规范操作都有严格要求。本文以QTZ5613平头塔式起重机为研究对象,在符合安全标准的条件下,对塔机的起重臂结构进行轻量化优化。以起重臂的质量最小值为优化设计目标,建立包括目标函数、设计变量和约束条件在的优化设计的数学模型,利用MATLAB软件,开展基于内点惩罚法的平头塔式起重机起重臂优化设计,结果表明优化后的起重臂质量减少了30%,优化效果十分明显。利用ANSYS有限元仿真得出优化前后静态和动态性能的对比,起重机的各阶固有频率值均有增加,低阶中的第2阶和第4阶固有频率分别提高了7.6%和7.5%,高阶中的第10阶则提高了64.9%,起重机的整体刚度有所提升。