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摘 要：随着科学技术的发展，起重机在人们生活中发挥着越来越重要的作用。但是现今国内的起重机比国外同吨位的起重机要笨重很多，这个问题需要我们不断将其进行优化设计，改变现在存在的问题。国内的起重机不仅仅是在使用材料上和国外的有区别，在结构设计上也存在很大的不足。中国的桥式起重机箱形梁的设计上仍然存在问题，成本高、浪费材料以及太笨重都是我们需要改进的地方。所以马鞍山钢铁股份有限公司重型机械设备制造公司想要起重机箱形梁的主梁的结构设计进行优化，减少资源的浪费，这是今天探讨的主要内容。
关键词：桥式起重机；箱形梁；优化设计
1.桥式起重机箱形梁的介绍
桥式起重机就是能沿着固定轨道滑行运载重物的起重机，它具有桥梁式结构，所以叫做桥式起重机。它可以横架在各种车间或者其他场所进行高空重物运输的重型器械，它的两端可以架在坚固的水泥柱或是坚硬的金属架上，看起来就好像是一座桥。他在运输中可以避免受到地上设备或建材的阻碍，因此在建筑行业中应用比较广泛。
如今国内外应用最广泛的桥架结构形式就是箱形梁。它在设计及制造中有很多优点，设计简单、制造工艺性能好以及结构稳定等。这些优点恰恰是那些生产批量大，需求多，尺寸规格多的起重机最为需要的方面。所以我们对于箱形梁的研究探讨就要更加深入。
2.优化设计具体方案
优化设计是当代发展起来的一门新兴的学科，它主要是利用计算机设计和数值最优化计算方法得到最好的设计方案。近年来，优化设计被应用到许多高新设计上，例如航天制造、冶金、轮船、钢铁工业等大型制造工业上。它不再局限于以前的传统设计思维，而是将数学规划理论同实际结合起来，将数学上得到的最优数值输入到计算机上进行计算。从而得到最好的设计参数和设计方案，实现节约资源、优化设计和提高生产效率的目的。
由于现在计算机技术越来越成熟，设计也越来越先进。优化设计也从以前机构运动参数的设计发展到机构动力学，机械零部件和机械产品上。传统优化设计主要是运用梯度法计算，而如今已经发展到运用非线性规划的方法，比如神经网络法，模拟退火法等。此外还进行了以人工智能为基础的智能运用的研究为优化设计增加了可靠性。
（引自郑州大学机械工程学院《基于MSC-Patran-Nastran的桥式起重机主梁优化设计>》
在设计过程中首先进行主梁的各种参数分析，这对于正准确优化设计起到十分重要的作用。首先进行主梁的结构分析，进行结构分析主要的是为了找出原来设计的最大应力和最大变形处。主梁是由上盖板、下盖板、腹板、端板、隔板等焊接而成，组成一个封闭的箱形结构。主梁各组成部分之间的连接主要是靠刚性连接，在单元网格的划分中要考虑精密度，经济性和实际性等多个因素。虽然单元划分越精密计算精密度就更高，可是那样成本费用时间等问题就会随之增加，所以在设计时要综合考虑各方面的因素，尽量避免出现不必要的成本开支。
我们通常是将箱形梁主梁作为简支梁来探究的，左端固定，右端简支。研究时考虑的最危险的情况就是小车满载位于主梁中央的时候，这时候主梁承受的压力最大，也最容易出现危险事故，满载的时候主梁在厂房轨道上滑行，所以要注意考虑制动产生的惯性力和主梁的自身重量。要模拟实际的主梁结构就要设计合适的单元模型，这是得出理想结果的基础，此外我，还要对主梁的结构进行静力分析，从而得出之前我们一直要找寻的最大负荷下的最大应力和最大变形。这两个数据的准确得出对于之后进行强度的和刚度的检测有很大帮助，进而可以得出优化方案。
除了上述问题完成优化还有一个重要步骤就是输入输出参数的设置，这些参数是否准确会直接影响到求解结果的准确。
在优化设计中最理想的结果就是达到综合设计能力简单方面容易实行；设计模型再现能力的新颖活跃运用；对于任何问题都能够进行准确高效的求解分析；同时还要具有可靠的收敛性。
3.优化结果分析
对于桥式起重机箱形梁的优化设计探究的主要目标就是对箱形梁主梁设计进行进一步优化，减轻主梁的重量，使其操作变得方便可行。通过主梁结构划分单元模型的优化分析以及计算机程序的计算实现对于起重机箱形梁主梁的优化设计。通过设计之后我们由表格可以明显的看出主梁的重量减轻了900多kg，明显达到了我们需要的优化目的。不只是在重量上达到了优化，在主梁的承载强度上以及起重机的稳定性能上也都明显有了效果，比未进行优化前性能提高了很多。起重机箱形梁的优化设计，一方面节约了原材料，节约了成本，是国内大型制造工业一个里程碑，使国产工业又向前迈了一大步；另一方面它的优化同样为厂家带来了不可估量的效益。
4.结语：
桥式起重机箱形梁的设计优化虽然仍然存在着许多的。但是通过科学技术及设计人员的努力，它的性能会越来越好。随着科学事业进步与发展，我们对于箱形梁主梁的研究也会更加深入，优化设计也会越来越好以后起重机肯定会走向更加先进。通过不断的完善，我国大型重工业的机械制造肯定也会迈上一个更高的台阶，以后的桥式起重机一定会不再笨重，会变得越来越轻，性能越来越好，工作效率越来越高。这便是优化要达到的最终的目标。
参考文献：
[1]秦东晨，袁华，任泰安.复杂箱形梁初级优化设计的一种方法. 郑州工业大学学报，1997，18 （ 4 ） ： 47～52.
[2]杜群贵，杜业威.龙门架钢结构有限元分析及其技术处理.起重运输机械，2006，（1）：1卜12
[3]杨紫琳，秦东晨，刘竹丽，王迎佳，桥式起重机箱形梁的结构优化设计研究，《现代制造技术与设备》，2008年04期
作者简介：侯文瑾（1979— ），男，安徽马鞍山人，马鞍山钢铁股份有限公司重型机械设备制造公司，设备管理维护。
关键词：桥式起重机；箱形梁；优化设计
1.桥式起重机箱形梁的介绍
桥式起重机就是能沿着固定轨道滑行运载重物的起重机，它具有桥梁式结构，所以叫做桥式起重机。它可以横架在各种车间或者其他场所进行高空重物运输的重型器械，它的两端可以架在坚固的水泥柱或是坚硬的金属架上，看起来就好像是一座桥。他在运输中可以避免受到地上设备或建材的阻碍，因此在建筑行业中应用比较广泛。
如今国内外应用最广泛的桥架结构形式就是箱形梁。它在设计及制造中有很多优点，设计简单、制造工艺性能好以及结构稳定等。这些优点恰恰是那些生产批量大，需求多，尺寸规格多的起重机最为需要的方面。所以我们对于箱形梁的研究探讨就要更加深入。
2.优化设计具体方案
优化设计是当代发展起来的一门新兴的学科，它主要是利用计算机设计和数值最优化计算方法得到最好的设计方案。近年来，优化设计被应用到许多高新设计上，例如航天制造、冶金、轮船、钢铁工业等大型制造工业上。它不再局限于以前的传统设计思维，而是将数学规划理论同实际结合起来，将数学上得到的最优数值输入到计算机上进行计算。从而得到最好的设计参数和设计方案，实现节约资源、优化设计和提高生产效率的目的。
由于现在计算机技术越来越成熟，设计也越来越先进。优化设计也从以前机构运动参数的设计发展到机构动力学，机械零部件和机械产品上。传统优化设计主要是运用梯度法计算，而如今已经发展到运用非线性规划的方法，比如神经网络法，模拟退火法等。此外还进行了以人工智能为基础的智能运用的研究为优化设计增加了可靠性。
（引自郑州大学机械工程学院《基于MSC-Patran-Nastran的桥式起重机主梁优化设计>》
在设计过程中首先进行主梁的各种参数分析，这对于正准确优化设计起到十分重要的作用。首先进行主梁的结构分析，进行结构分析主要的是为了找出原来设计的最大应力和最大变形处。主梁是由上盖板、下盖板、腹板、端板、隔板等焊接而成，组成一个封闭的箱形结构。主梁各组成部分之间的连接主要是靠刚性连接，在单元网格的划分中要考虑精密度，经济性和实际性等多个因素。虽然单元划分越精密计算精密度就更高，可是那样成本费用时间等问题就会随之增加，所以在设计时要综合考虑各方面的因素，尽量避免出现不必要的成本开支。
我们通常是将箱形梁主梁作为简支梁来探究的，左端固定，右端简支。研究时考虑的最危险的情况就是小车满载位于主梁中央的时候，这时候主梁承受的压力最大，也最容易出现危险事故，满载的时候主梁在厂房轨道上滑行，所以要注意考虑制动产生的惯性力和主梁的自身重量。要模拟实际的主梁结构就要设计合适的单元模型，这是得出理想结果的基础，此外我，还要对主梁的结构进行静力分析，从而得出之前我们一直要找寻的最大负荷下的最大应力和最大变形。这两个数据的准确得出对于之后进行强度的和刚度的检测有很大帮助，进而可以得出优化方案。
除了上述问题完成优化还有一个重要步骤就是输入输出参数的设置，这些参数是否准确会直接影响到求解结果的准确。
在优化设计中最理想的结果就是达到综合设计能力简单方面容易实行；设计模型再现能力的新颖活跃运用；对于任何问题都能够进行准确高效的求解分析；同时还要具有可靠的收敛性。
3.优化结果分析
对于桥式起重机箱形梁的优化设计探究的主要目标就是对箱形梁主梁设计进行进一步优化，减轻主梁的重量，使其操作变得方便可行。通过主梁结构划分单元模型的优化分析以及计算机程序的计算实现对于起重机箱形梁主梁的优化设计。通过设计之后我们由表格可以明显的看出主梁的重量减轻了900多kg，明显达到了我们需要的优化目的。不只是在重量上达到了优化，在主梁的承载强度上以及起重机的稳定性能上也都明显有了效果，比未进行优化前性能提高了很多。起重机箱形梁的优化设计，一方面节约了原材料，节约了成本，是国内大型制造工业一个里程碑，使国产工业又向前迈了一大步；另一方面它的优化同样为厂家带来了不可估量的效益。
4.结语：
桥式起重机箱形梁的设计优化虽然仍然存在着许多的。但是通过科学技术及设计人员的努力，它的性能会越来越好。随着科学事业进步与发展，我们对于箱形梁主梁的研究也会更加深入，优化设计也会越来越好以后起重机肯定会走向更加先进。通过不断的完善，我国大型重工业的机械制造肯定也会迈上一个更高的台阶，以后的桥式起重机一定会不再笨重，会变得越来越轻，性能越来越好，工作效率越来越高。这便是优化要达到的最终的目标。
参考文献：
[1]秦东晨，袁华，任泰安.复杂箱形梁初级优化设计的一种方法. 郑州工业大学学报，1997，18 （ 4 ） ： 47～52.
[2]杜群贵，杜业威.龙门架钢结构有限元分析及其技术处理.起重运输机械，2006，（1）：1卜12
[3]杨紫琳，秦东晨，刘竹丽，王迎佳，桥式起重机箱形梁的结构优化设计研究，《现代制造技术与设备》，2008年04期
作者简介：侯文瑾（1979— ），男，安徽马鞍山人，马鞍山钢铁股份有限公司重型机械设备制造公司，设备管理维护。