摘要：运用灵敏度分析法对某型搬运车的回转支撑架结构进行受力分析,得到确切的输入参数与输出参数之间关系的数学模型。以强度、刚度和稳定性约束条件以及轻量化的目标对回转支撑架结构进行数学建模和求解,明确其受力情况,为回转支撑架结构的优化提供理论依据。由构件受到的力及其强度极限可求得构件最小横截面积,按该面积设计出的构件在受压情况下会发生挠曲,产生失效的约束特征,引用柔度约束作为遗传算法的主要约束条件之一。采用Matlab软件中的遗传算法对回转支撑架部分结构进行优化,得到更合理的相应结构尺寸。利用Ansys Workbench软件对优化后的回转支撑架结构进行静力学分析和验证,得出符合预期的优化设计结果,表明此方法对受压框架优化具有一定的借鉴价值。

摘要：针对岸桥前大梁和拉杆的轻量化设计问题,提出了一种基于半定规划的优化设计方法。前大梁和拉杆都是由钢板焊接而成,在实际设计中,前大梁和拉杆的截面的板厚和高宽一般是有限的离散值,故前大梁和拉杆的轻量化设计是离散的尺寸优化问题。为避免优化后前大梁截面的高宽严重不协调,影响前大梁与其他零部件的配合,提出了将离散的尺寸优化问题转化为截面的选型优化问题的设计思想,即从预定义的截面集合中筛选出满足要求的截面规格。为将选型优化问题松弛为连续优化问题,提出了基于凸包的线性松弛方法,实现了结构刚度矩阵的线性化。同时,提出将结构的应力约束间接地包含在收紧的柔度约束中,从而把应力和刚度约束的离散优化问题转化为仅含有柔度约束的优化问题,并最终转化为松弛的半定规划问题。采用成熟的优化求解器,快速得到松弛问题的全局最优解,再圆整得到离散可行解。以某岸桥前大梁和拉杆的轻量化设计为例,验证了所提出方法的有效性。