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下載手機APP周 超 李向東江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院 南京 210036摘 要：介紹了起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思路、依據(jù)和約束條件，并以一種固定式懸臂起重機為例，進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點，確定材料、結(jié)構(gòu)形式和尺寸為優(yōu)化方向，通過計算分析和綜合比較，最終確認(rèn)比較合理的優(yōu)化方案，可為工程中起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供有益的參考。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)優(yōu)化；懸臂式起重機；設(shè)計計算中圖分類號：TH215 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-0785（2020）13-0079-04
0 引言起重機是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備，對經(jīng)濟發(fā)展有舉足輕重的作用。常規(guī)起重機都是系列化產(chǎn)品，使用行業(yè)內(nèi)通用圖紙，經(jīng)過多年不斷改進已經(jīng)較完善。而一些特殊的起重機，由于與常規(guī)起重機在結(jié)構(gòu)、功能、受力方面有較大差異，限于設(shè)計人員水平以及工期要求，初次設(shè)計往往只考慮安全要求，對優(yōu)化方面考慮較少，導(dǎo)致設(shè)計偏于保守，結(jié)構(gòu)存在不合理之處。起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究較多[1-5]，其研究方法往往是建立模型，計算靜強度、模態(tài)和剛度等數(shù)據(jù)，若與許用值比有余量，則采取減小尺寸、板厚等措施。這是一種單方面的優(yōu)化，雖然優(yōu)化后結(jié)構(gòu)減輕了，結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)也降低了[6]。本文將討論起重機多方向綜合優(yōu)化的思路和方法，以一種固定吊點懸臂式起重機為例，進行起重機結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化設(shè)計的探討，保證安全系數(shù)不大幅度下降的前提下，取得一定的優(yōu)化效果。1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的是為了降低制造成本，提高產(chǎn)品性能，增加產(chǎn)品可靠性，這三個方面目標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。起重機產(chǎn)品是一種用來搬運重物的機電產(chǎn)品，受變化載荷作用，部分產(chǎn)品還屬于法規(guī)監(jiān)管的對象[7]，因此，結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須結(jié)合產(chǎn)品的具體使用需求、電控系統(tǒng)特性、工作空間要求、工作環(huán)境要求、受力特點、技術(shù)規(guī)范要求等因素綜合考慮。常規(guī)的優(yōu)化思路可以從材料、結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)形式等幾個方面著手進行[6,8]。例如，為了降低制造成本，可采取減小板材厚度，減小截面尺寸，降低材料等級等措施；為了提高產(chǎn)品性能，可采取提高結(jié)構(gòu)剛度，提高材料等級，提高電控系統(tǒng)等級等措施；為了增加產(chǎn)品可靠性，可采取減小應(yīng)力集中，增加設(shè)計余量以及提高材料等級等措施。顯然，引用改變?nèi)魏我粋€因素都會對三個優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生不同甚至相反的效果。由此可知，起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一種多目標(biāo)優(yōu)化，不可能同時達到各個目標(biāo)的最優(yōu)結(jié)果，工程實際中，優(yōu)化都是根據(jù)實際需求，適當(dāng)降低一些目標(biāo)要求，而去達到最希望的目的。2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要依據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要依據(jù)一般為安全技術(shù)規(guī)范（TSG）、設(shè)計規(guī)范[9] 和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如果是定制產(chǎn)品，也要考慮雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議中的特殊條款。起重機安全技術(shù)規(guī)范是強制要求，設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，但如果設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)被安全技術(shù)規(guī)范引用，也成為強制要求，相應(yīng)的條款要求就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的約束條件和直接依據(jù)。起重機設(shè)計規(guī)范和安全技術(shù)規(guī)范對于材料等級，明確要求主要受力結(jié)構(gòu)件的材料等級不低于Q235-B 和20# 鋼，且不能使用沸騰鋼，低溫使用環(huán)境對材料的沖擊韌性還有進一步要求。結(jié)構(gòu)靜強度的許用應(yīng)力值與載荷組合有關(guān)。載荷組合A 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.48；載荷組合B 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.34；載荷組合C 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.16，σs 為材料屈服強度。結(jié)構(gòu)疲勞強度的許用應(yīng)力值[σrt] 與應(yīng)力循環(huán)特性r 和基本值[σ-1] 有關(guān)，具體公式參見設(shè)計規(guī)范[9]。結(jié)構(gòu)剛性可分為軸心受力構(gòu)件的剛性和起重機整機靜態(tài)剛性兩種要求。軸心受力的剛性用長細(xì)比λ 來表達，受拉時許用長細(xì)比[λ]=150 ～ 180，受壓時許用長細(xì)比[λ]=120 ～ 150。對于整機靜態(tài)剛性，不同類型起重機要求不同，以橋門式起重機為例，用跨中下?lián)蟜 表達整機靜態(tài)剛度，其與定位精度和跨度S 有關(guān)，低定位精度時，推薦f ≤ S/500，中等定位精度f ≤ S/750，高定位精度f ≤ S/1 000，懸臂端f ≤ L/350，L 為有效懸臂[9]。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，分整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性兩大類要求，通常是優(yōu)化后對結(jié)構(gòu)的校核，驗證是否滿足穩(wěn)定性要求。3 優(yōu)化設(shè)計方法舉例3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化對象如圖1 所示，一種特殊的懸臂起重機，葫蘆起升機構(gòu)懸掛在懸臂兩個固定位置，額定起重量為2 t，最遠處懸臂長6 m，整體為箱形結(jié)構(gòu)，初次設(shè)計選用材料為12 mm 厚的Q345B 板材。圖1 固定吊點懸臂起重機3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程如圖2 所示，優(yōu)化設(shè)計前需要收集原設(shè)計資料，了解產(chǎn)品使用要求，然后對設(shè)計進行初步的分析，提出一些優(yōu)化改進的方向，并針對這些改進方向進行計算分析，對分析結(jié)果進行對比，結(jié)合本次優(yōu)化的優(yōu)先目的，給出優(yōu)化的方案。組合不同優(yōu)化方案的最終設(shè)計，必須根據(jù)優(yōu)化依據(jù)，進行全方位的校核計算。圖 2 綜合優(yōu)化流程2）剛度、強度和穩(wěn)定性分析圖1 中固定吊點懸臂起重機立柱為壓彎構(gòu)件，懸臂為受彎構(gòu)件，立柱的長細(xì)比遠小于標(biāo)準(zhǔn)要求，可忽略構(gòu)件剛性要求。整機靜態(tài)剛度是考核吊點處（懸臂端部）的主梁下?lián)现?，?biāo)準(zhǔn)要求小于（1/250）·R，R 為有效半徑[10]。強度要求為保證結(jié)構(gòu)在最不利工況下的最大應(yīng)力值小于許用值。根據(jù)圖1 中懸臂起重機結(jié)構(gòu)受力特點，最大應(yīng)力值在立柱基礎(chǔ)處和懸臂的根部（A-A 和B-B 截面），標(biāo)準(zhǔn)要求此兩處的應(yīng)力值要小于σs/1.34 MPa；穩(wěn)定性要求分局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性兩方面要求。該懸臂起重機懸臂梁中心線以下部分和立柱中心線內(nèi)側(cè)部分屬于受壓區(qū)，抗失穩(wěn)的措施為設(shè)置加筋板。整體穩(wěn)定性對于箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定梁的高寬比小于3即滿足要求。3）結(jié)構(gòu)形式、材料、尺寸分析原設(shè)計中懸臂梁的加筋板與上蓋板焊接，立柱中加筋板與外側(cè)蓋板焊接，經(jīng)上文分析可知，對于懸臂起重機，懸臂下蓋板和立柱內(nèi)側(cè)蓋板是受壓區(qū)，需要增加穩(wěn)定性。因此，立柱中筋板應(yīng)與內(nèi)側(cè)蓋板焊接，懸臂中筋板應(yīng)與下蓋板焊接。立柱和懸臂對基礎(chǔ)的變形有放大作用，立柱基礎(chǔ)變形對于吊點處懸臂梁的下?lián)嫌兄匾绊懀M可能加強基礎(chǔ)的剛性。懸臂結(jié)構(gòu)的特點是剛度比較差，剛度通常是設(shè)計的控制約束條件，在使用環(huán)境允許的條件下，增加一斜拉桿或壓桿，將會明顯提高結(jié)構(gòu)剛性。該懸臂起重機吊點是固定的，故在懸臂上部或下部增加桿件對運動沒有干涉。在原設(shè)計中，整機結(jié)構(gòu)采用Q345B 材料制作。如上文分析，懸臂起重機的剛性是主要控制條件，而高強度鋼材對剛度沒有更多的益處，只是增加成本，因此主要受力構(gòu)件采用Q235B 即可。原設(shè)計中腹板12 mm 厚，箱形梁上下蓋板主要起抗彎作用，腹板主要起抗剪和增加橫向剛度作用。該懸臂起重機受彎矩作用大，剪力相對較小，且懸臂梁固定不動，沒有橫向力作用，故考慮腹板厚度減小為6 mm。3.3 優(yōu)化設(shè)計計算根據(jù)上述分析，擬定了一些優(yōu)化方案：1）懸臂根部局部加支撐；2）增加斜撐；3）腹板厚度減小為6mm 并加增斜撐；4）腹板厚度減小為6 mm，腹板高度統(tǒng)一減小到小端并增加斜撐；5）懸臂采用Ⅰ 50b 工字鋼。為了分析各種優(yōu)化方案的效果及影響，進行以下計算分析。采用有限元方法計算，工況為最不利工況，即吊點在懸臂最前端位置，起吊額定載荷2 t；邊界條件：立柱基礎(chǔ)位置固定所有自由度；單元Beam 188。計算結(jié)果如圖3 ～圖8 所示，優(yōu)化計算結(jié)果匯總于表1。圖 3 原設(shè)計圖 4 懸臂根部局部加支撐圖 5 加斜撐圖 6 腹板厚度減小為6mm+ 斜撐圖 7 腹板減小為6 mm，懸臂等截面（小端）+ 斜撐圖 8 懸臂梁采用I50b 型鋼3.4 結(jié)構(gòu)分析計算優(yōu)化結(jié)論依據(jù)設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求[9，10]，懸臂剛度f ≤ 17 ～ 24 mm，強度[σ ] ≤ 175 MPa。原設(shè)計剛度剛好滿足要求，強度還有較大富余量。在各種優(yōu)化措施中，加斜撐對剛度提高最顯著；懸臂根部局部加強后，應(yīng)力集中較明顯，對剛度沒有益處；腹板減薄后對強度和剛度影響很?。辉O(shè)計采用變截面設(shè)計不如采用斜撐方式有效和節(jié)省材料；對于此種固定式懸臂起重機，采用工字鋼和斜撐的組合方式最為簡單有效。4 結(jié)論結(jié)構(gòu)優(yōu)化是綜合性問題，可根據(jù)經(jīng)驗提出一些改進和優(yōu)化設(shè)想，并通過計算進行驗證，如有必要，還要進行模型和實物測試。對計算和測試的結(jié)果進行綜合分析評估后，才能選定最合適的優(yōu)化方案。參考文獻[1] 宋佳雄，鄭新梅 . 基于有限元法橋式起重機主梁應(yīng)力分析及優(yōu)化設(shè)計 [J]. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019（1）：35-43.[2] 匡劉林，黃偉莉 . 基于Ansys 的橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化 [J]. 現(xiàn)代機械，2019（5）：70-73.[3] 張楠，連香姣 . 塔式起重機臂架裝置的優(yōu)化設(shè)計 [J]. 機械設(shè)計與制造，2019（9）：58-260，264.[4] 林偉華，鄧銳. 基于靈敏度的岸邊集裝箱起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)性能優(yōu)化設(shè)計 [J]. 港口裝卸，2019（5）：10-13.[5] 董富祥，楊棋劍 . 起重機大車平衡梁優(yōu)化設(shè)計 [J]. 中國特種設(shè)備安全，2018（10）：68-70.[6] 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0 引言起重機是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備，對經(jīng)濟發(fā)展有舉足輕重的作用。常規(guī)起重機都是系列化產(chǎn)品，使用行業(yè)內(nèi)通用圖紙，經(jīng)過多年不斷改進已經(jīng)較完善。而一些特殊的起重機，由于與常規(guī)起重機在結(jié)構(gòu)、功能、受力方面有較大差異，限于設(shè)計人員水平以及工期要求，初次設(shè)計往往只考慮安全要求，對優(yōu)化方面考慮較少，導(dǎo)致設(shè)計偏于保守，結(jié)構(gòu)存在不合理之處。起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究較多[1-5]，其研究方法往往是建立模型，計算靜強度、模態(tài)和剛度等數(shù)據(jù)，若與許用值比有余量，則采取減小尺寸、板厚等措施。這是一種單方面的優(yōu)化，雖然優(yōu)化后結(jié)構(gòu)減輕了，結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)也降低了[6]。本文將討論起重機多方向綜合優(yōu)化的思路和方法，以一種固定吊點懸臂式起重機為例，進行起重機結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化設(shè)計的探討，保證安全系數(shù)不大幅度下降的前提下，取得一定的優(yōu)化效果。1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的是為了降低制造成本，提高產(chǎn)品性能，增加產(chǎn)品可靠性，這三個方面目標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。起重機產(chǎn)品是一種用來搬運重物的機電產(chǎn)品，受變化載荷作用，部分產(chǎn)品還屬于法規(guī)監(jiān)管的對象[7]，因此，結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須結(jié)合產(chǎn)品的具體使用需求、電控系統(tǒng)特性、工作空間要求、工作環(huán)境要求、受力特點、技術(shù)規(guī)范要求等因素綜合考慮。常規(guī)的優(yōu)化思路可以從材料、結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)形式等幾個方面著手進行[6,8]。例如，為了降低制造成本，可采取減小板材厚度，減小截面尺寸，降低材料等級等措施；為了提高產(chǎn)品性能，可采取提高結(jié)構(gòu)剛度，提高材料等級，提高電控系統(tǒng)等級等措施；為了增加產(chǎn)品可靠性，可采取減小應(yīng)力集中，增加設(shè)計余量以及提高材料等級等措施。顯然，引用改變?nèi)魏我粋€因素都會對三個優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生不同甚至相反的效果。由此可知，起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一種多目標(biāo)優(yōu)化，不可能同時達到各個目標(biāo)的最優(yōu)結(jié)果，工程實際中，優(yōu)化都是根據(jù)實際需求，適當(dāng)降低一些目標(biāo)要求，而去達到最希望的目的。2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要依據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要依據(jù)一般為安全技術(shù)規(guī)范（TSG）、設(shè)計規(guī)范[9] 和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如果是定制產(chǎn)品，也要考慮雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議中的特殊條款。起重機安全技術(shù)規(guī)范是強制要求，設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，但如果設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)被安全技術(shù)規(guī)范引用，也成為強制要求，相應(yīng)的條款要求就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的約束條件和直接依據(jù)。起重機設(shè)計規(guī)范和安全技術(shù)規(guī)范對于材料等級，明確要求主要受力結(jié)構(gòu)件的材料等級不低于Q235-B 和20# 鋼，且不能使用沸騰鋼，低溫使用環(huán)境對材料的沖擊韌性還有進一步要求。結(jié)構(gòu)靜強度的許用應(yīng)力值與載荷組合有關(guān)。載荷組合A 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.48；載荷組合B 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.34；載荷組合C 工況下，許用應(yīng)力[σ]=σs/1.16，σs 為材料屈服強度。結(jié)構(gòu)疲勞強度的許用應(yīng)力值[σrt] 與應(yīng)力循環(huán)特性r 和基本值[σ-1] 有關(guān)，具體公式參見設(shè)計規(guī)范[9]。結(jié)構(gòu)剛性可分為軸心受力構(gòu)件的剛性和起重機整機靜態(tài)剛性兩種要求。軸心受力的剛性用長細(xì)比λ 來表達，受拉時許用長細(xì)比[λ]=150 ～ 180，受壓時許用長細(xì)比[λ]=120 ～ 150。對于整機靜態(tài)剛性，不同類型起重機要求不同，以橋門式起重機為例，用跨中下?lián)蟜 表達整機靜態(tài)剛度，其與定位精度和跨度S 有關(guān)，低定位精度時，推薦f ≤ S/500，中等定位精度f ≤ S/750，高定位精度f ≤ S/1 000，懸臂端f ≤ L/350，L 為有效懸臂[9]。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，分整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性兩大類要求，通常是優(yōu)化后對結(jié)構(gòu)的校核，驗證是否滿足穩(wěn)定性要求。3 優(yōu)化設(shè)計方法舉例3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化對象如圖1 所示，一種特殊的懸臂起重機，葫蘆起升機構(gòu)懸掛在懸臂兩個固定位置，額定起重量為2 t，最遠處懸臂長6 m，整體為箱形結(jié)構(gòu)，初次設(shè)計選用材料為12 mm 厚的Q345B 板材。圖1 固定吊點懸臂起重機3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程如圖2 所示，優(yōu)化設(shè)計前需要收集原設(shè)計資料，了解產(chǎn)品使用要求，然后對設(shè)計進行初步的分析，提出一些優(yōu)化改進的方向，并針對這些改進方向進行計算分析，對分析結(jié)果進行對比，結(jié)合本次優(yōu)化的優(yōu)先目的，給出優(yōu)化的方案。組合不同優(yōu)化方案的最終設(shè)計，必須根據(jù)優(yōu)化依據(jù)，進行全方位的校核計算。圖 2 綜合優(yōu)化流程2）剛度、強度和穩(wěn)定性分析圖1 中固定吊點懸臂起重機立柱為壓彎構(gòu)件，懸臂為受彎構(gòu)件，立柱的長細(xì)比遠小于標(biāo)準(zhǔn)要求，可忽略構(gòu)件剛性要求。整機靜態(tài)剛度是考核吊點處（懸臂端部）的主梁下?lián)现?，?biāo)準(zhǔn)要求小于（1/250）·R，R 為有效半徑[10]。強度要求為保證結(jié)構(gòu)在最不利工況下的最大應(yīng)力值小于許用值。根據(jù)圖1 中懸臂起重機結(jié)構(gòu)受力特點，最大應(yīng)力值在立柱基礎(chǔ)處和懸臂的根部（A-A 和B-B 截面），標(biāo)準(zhǔn)要求此兩處的應(yīng)力值要小于σs/1.34 MPa；穩(wěn)定性要求分局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性兩方面要求。該懸臂起重機懸臂梁中心線以下部分和立柱中心線內(nèi)側(cè)部分屬于受壓區(qū)，抗失穩(wěn)的措施為設(shè)置加筋板。整體穩(wěn)定性對于箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定梁的高寬比小于3即滿足要求。3）結(jié)構(gòu)形式、材料、尺寸分析原設(shè)計中懸臂梁的加筋板與上蓋板焊接，立柱中加筋板與外側(cè)蓋板焊接，經(jīng)上文分析可知，對于懸臂起重機，懸臂下蓋板和立柱內(nèi)側(cè)蓋板是受壓區(qū)，需要增加穩(wěn)定性。因此，立柱中筋板應(yīng)與內(nèi)側(cè)蓋板焊接，懸臂中筋板應(yīng)與下蓋板焊接。立柱和懸臂對基礎(chǔ)的變形有放大作用，立柱基礎(chǔ)變形對于吊點處懸臂梁的下?lián)嫌兄匾绊懀M可能加強基礎(chǔ)的剛性。懸臂結(jié)構(gòu)的特點是剛度比較差，剛度通常是設(shè)計的控制約束條件，在使用環(huán)境允許的條件下，增加一斜拉桿或壓桿，將會明顯提高結(jié)構(gòu)剛性。該懸臂起重機吊點是固定的，故在懸臂上部或下部增加桿件對運動沒有干涉。在原設(shè)計中，整機結(jié)構(gòu)采用Q345B 材料制作。如上文分析，懸臂起重機的剛性是主要控制條件，而高強度鋼材對剛度沒有更多的益處，只是增加成本，因此主要受力構(gòu)件采用Q235B 即可。原設(shè)計中腹板12 mm 厚，箱形梁上下蓋板主要起抗彎作用，腹板主要起抗剪和增加橫向剛度作用。該懸臂起重機受彎矩作用大，剪力相對較小，且懸臂梁固定不動，沒有橫向力作用，故考慮腹板厚度減小為6 mm。3.3 優(yōu)化設(shè)計計算根據(jù)上述分析，擬定了一些優(yōu)化方案：1）懸臂根部局部加支撐；2）增加斜撐；3）腹板厚度減小為6mm 并加增斜撐；4）腹板厚度減小為6 mm，腹板高度統(tǒng)一減小到小端并增加斜撐；5）懸臂采用Ⅰ 50b 工字鋼。為了分析各種優(yōu)化方案的效果及影響，進行以下計算分析。采用有限元方法計算，工況為最不利工況，即吊點在懸臂最前端位置，起吊額定載荷2 t；邊界條件：立柱基礎(chǔ)位置固定所有自由度；單元Beam 188。計算結(jié)果如圖3 ～圖8 所示，優(yōu)化計算結(jié)果匯總于表1。圖 3 原設(shè)計圖 4 懸臂根部局部加支撐圖 5 加斜撐圖 6 腹板厚度減小為6mm+ 斜撐圖 7 腹板減小為6 mm，懸臂等截面（小端）+ 斜撐圖 8 懸臂梁采用I50b 型鋼3.4 結(jié)構(gòu)分析計算優(yōu)化結(jié)論依據(jù)設(shè)計規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求[9，10]，懸臂剛度f ≤ 17 ～ 24 mm，強度[σ ] ≤ 175 MPa。原設(shè)計剛度剛好滿足要求，強度還有較大富余量。在各種優(yōu)化措施中，加斜撐對剛度提高最顯著；懸臂根部局部加強后，應(yīng)力集中較明顯，對剛度沒有益處；腹板減薄后對強度和剛度影響很?。辉O(shè)計采用變截面設(shè)計不如采用斜撐方式有效和節(jié)省材料；對于此種固定式懸臂起重機，采用工字鋼和斜撐的組合方式最為簡單有效。4 結(jié)論結(jié)構(gòu)優(yōu)化是綜合性問題，可根據(jù)經(jīng)驗提出一些改進和優(yōu)化設(shè)想，并通過計算進行驗證，如有必要，還要進行模型和實物測試。對計算和測試的結(jié)果進行綜合分析評估后，才能選定最合適的優(yōu)化方案。參考文獻[1] 宋佳雄，鄭新梅 . 基于有限元法橋式起重機主梁應(yīng)力分析及優(yōu)化設(shè)計 [J]. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019（1）：35-43.[2] 匡劉林，黃偉莉 . 基于Ansys 的橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化 [J]. 現(xiàn)代機械，2019（5）：70-73.[3] 張楠，連香姣 . 塔式起重機臂架裝置的優(yōu)化設(shè)計 [J]. 機械設(shè)計與制造，2019（9）：58-260，264.[4] 林偉華，鄧銳. 基于靈敏度的岸邊集裝箱起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)性能優(yōu)化設(shè)計 [J]. 港口裝卸，2019（5）：10-13.[5] 董富祥，楊棋劍 . 起重機大車平衡梁優(yōu)化設(shè)計 [J]. 中國特種設(shè)備安全，2018（10）：68-70.[6] 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