基于FEA的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)智能設(shè)計模板研究.pdf

1、中國經(jīng)濟建設(shè)速度隨著加入WTO進一步加快.工程機械作為支柱產(chǎn)業(yè)之一在交通運輸、水利水電等各行各業(yè)、大小工程中日益發(fā)揮著不可替代的作用.其中起重機械不僅是生產(chǎn)過程中的輔助機械,更為重要的是已成為生產(chǎn)流水作業(yè)線上不可缺少的機械設(shè)備.結(jié)構(gòu)為機械設(shè)備的主體和關(guān)鍵,起著支撐的骨架作用.桁架結(jié)構(gòu)較之箱梁結(jié)構(gòu)由于它的自重輕、用料省、同等重量下剛度大、減振性能好等諸多特點被廣泛應(yīng)用于各種起重設(shè)備中.同時,這種結(jié)構(gòu)存在大量的相同和相似的形式.這就為實現(xiàn)這

2、些結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計提供了現(xiàn)實意義.隨著市場競爭的日益激烈,如何以最短的時間、最高的質(zhì)量、最低的成本將產(chǎn)品投放市場成為了競爭的焦點.任何科技成果要轉(zhuǎn)化為有競爭的商品,設(shè)計起著極其關(guān)鍵的作用,由于控制技術(shù)、計算機技術(shù)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用.設(shè)計手段發(fā)生了根本性的變化.如何將這些集中在研究院所和高等院校的新理論、新方法、新技術(shù)直接應(yīng)用于中國的企業(yè),以便使之快速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力成為一個迫切的問題.因此模塊化設(shè)計工作不應(yīng)僅僅是對前人工作的簡單歸總

3、,更重要的是使中國大部分企業(yè)以經(jīng)驗設(shè)計為主的狀況盡快向以有限元分析、計算機輔助設(shè)計、可靠性設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、動態(tài)設(shè)計等方向轉(zhuǎn)變.該文通過設(shè)計基于有限元分析(FEA-Finite Element Analysis)的結(jié)構(gòu)設(shè)計模板系統(tǒng)在模塊化設(shè)計方面作了初步的嘗試.文章首先闡述該模板系統(tǒng)所用的理論基礎(chǔ):有限元理論及其二次開發(fā)原理方法、優(yōu)化設(shè)計理論及該系統(tǒng)所涉及到的優(yōu)化方法及種類、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理及該系統(tǒng)采用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,然后是這些

4、理論的具體綜合應(yīng)用即模板的實現(xiàn).它以中遠鐵路起重機門架結(jié)構(gòu)和龍灘電站龍門吊結(jié)構(gòu)為例詳盡說明了如何把這些現(xiàn)代設(shè)計方法和人工智能思想應(yīng)用到具體的工程設(shè)計中.在程序設(shè)計方面,運用Windows編程技術(shù),初步建立起了Windows風(fēng)格的應(yīng)用程序框架,編制了友好的界面,使得不具有復(fù)雜力學(xué)和有限元理論背景的一般工程技術(shù)人員也能輕松完成設(shè)計任務(wù),達到了模塊化設(shè)計的目的.同時也初步實現(xiàn)了對于幾種結(jié)構(gòu)的設(shè)計由經(jīng)驗設(shè)計向現(xiàn)代設(shè)計的轉(zhuǎn)變.該文重點在于通過實際