探讨桥机主梁微粒群优化策略及其软件开发-

论文导读：
摘要：目前，起重机结构优化设计策略主要采取传统优化算法，但传统算法解决此类高维、多约束非线性混合离散变量不足，不可避开地会出现计算量过大、耗时较长、易于陷入局部最优解等不足。本论文尝试利用一种新型群智能优化算法——微粒群优化算法（Particle Swarm Optimization，PSO算法）解决该不足。本论文以传统结构设计出发，以典型的双梁箱形桥式起重机主梁为例，根据主要技术参数要求，初选截面尺寸，计算载荷和内力，然后验算强度、刚度、稳定性是否满足利用性能要求。在保证主要技术参数相同的前提下，将主梁结构自重作为目标函数，截面尺寸作为优化变量，强度、刚度、稳定性充当约束条件，采取传统优化算法——网格法、新型智能优化算法——PSO算法进行优化设计。PSO算法源于对生物界鸟群群体运动行为的探讨，通过群体间个体的相互协作与竞争实现对优化不足的求解，是一种群智能优化算法，它原理简单，参数少，收敛速度快。该算法已经广泛运用于神经网络训练、函数优化等领域，并取得了较好的效果。由于起重机金属结构优化设计的复杂性和特殊性，本论文深入浅析了基本微粒群算法的原理及流程，在工程实例中采取改善后的微粒群算法对桥机主梁结构进行优化，结果表明该算法具有良好的利用性能。本课题采取面向对象软件Visual C++6.0开发出了一套桥机主梁微粒群优化CAD软件。该软件集成了主要技术参数输入、常规设计、优化设计、参数绘图等模块，运用了数据库、二维参数化绘图等技术，实现了起重机结构的传统计算、优化设计、输出二维图的功能。关键词：桥式起重机论文传统设计论文优化设计论文微粒群优化算法论文软件开发论文
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ABSTRACT5-10
第一章 绪论10-16

1.1 概述10-11

1.2 起重机金属结构设计技术介绍及进展近况11-12

1.3 优化设计在起重机金属结构设计中的运用12-13

1.4 课题来源与作用13-14

1.4.1 课题来源13

1.4.2 课题作用13-14

1.5 课题的探讨内容及特点14-15

1.5.1 探讨内容14

1.5.2 课题特点14-15

1.6 CAD 软件技术路线15

1.7 本章小结15-16

第二章 桥机主梁常规设计16-34

2.1 概述16-17

2.

1.1 桥机主梁结构设计的内容17

2.

1.2 桥机主梁结构设计的一般步骤17

2.2 计算截面特性17

2.3 计算载荷17-22

2.3.1 垂直载荷17-19

2.3.2 水平载荷19-21

2.3.3 扭转载荷21-22

2.4 计算内力22-26

2.4.1 垂直载荷作用下主梁内力22-23

2.4.2 水平载荷作用下主梁内力23-26

2.4.3 扭转载荷作用下主梁内力26

2.5 校核强度26-30

2.5.1 静强度26-28

2.5.2 疲劳强度28-30

2.6 校核稳定性30-32

2.6.1 整体稳定性30

2.6.2 局部稳定性30-32

2.7 校核刚度32-33

2.7.1 垂直静刚度32

2.7.2 垂直动刚度32-33

2.8 本章小结33-34

第三章 微粒群优化算法34-46

3.1 概述34-35

3.

1.1 智能算法介绍34-35

3.

1.2 群体智能算法介绍35

3.2 标准微粒群算法35-42
3.

2.1 微粒群算法的提出35-36

3.

2.2 微粒群算法的基本概念及进化方程36-37

3.

2.3 算法流程及程序框图37-40

3.

2.4 算法行为浅析40-41

3.

2.5 参数选择浅析41-42

3.3 微粒群优化算法的改善42-43

3.4 本课题拟采取的微粒群算法43-45

3.5 本章小结45-46

第四章 桥机主梁微粒群优化设计46-56

4.1 概述46-49

4.

1.1 优化设计介绍46-47

4.

1.2 优化设计的数学模型47-49

4.

1.3 优化策略的选择原则49

4.2 桥机主梁微粒群优化设计49-54
4.

2.1 桥机主梁结构及受载情况49-50

4.

2.2 桥机主梁结构优化设计数学模型50-53

4.

2.3 选择优化算法53-54

4.

2.4 算法性能浅析54

4.3 本章小结54-56
第五章 桥机主梁 CAD 软件开发56-70

5.1 桥机主梁 CAD 技术路线56

5.2 桥机主梁 CAD 软件的构建56-61

5.

2.1 桥机主梁 CAD 软件功能浅析56-57

5.

2.2 桥机主梁 CAD 软件的组成及数据管理57-61

5.3 桥机主梁 CAD 软件中重要模块的浅析61-66
5.

3.1 主要技术参数输入模块61-62

5.

3.2 常规设计模块62-64

5.

3.3 优化设计模块64-66

5.

3.4 参数绘图模块66

5.4 软件开发中的设计心得66-68

5.5 本章小结68-70

第六章 工程实例70-80

6.1 软件主界面介绍70

6.2 主要技术参数输入70-71

6.3 常规设计71-76

6.

3.1 截面特性72-73

6.

3.2 载荷计算73-75

6.

3.3 内力计算75-76

6.

3.4 校核验算76

6.4 优化设计76-78

6.5 参数绘图78

6.6 本章小结78-80

第七章 结论与展望80-82

7.1 本论文主要工作及革新点80

7.

1.1 主要工作80

7.

1.2 革新点80

7.2 结论80-81

7.3 展望81-82

参考文献82-86
致谢86-87
攻读学位期间发表的学术论文目录87-88