基于响应面法的龙门混凝土浇灌机优化设计

摘要

龙门混凝土浇灌机作为一种新型的混凝土浇灌设备,其设计多依赖于经验,设计的机身结构有较大的刚度、强度余量.为了充分发挥材料的承载性能,减少结构自重,提出了一种以龙门混凝土浇灌机各主要构件板厚为设计变量的优化方法.优化方法基于龙门混凝土浇灌机有限元模型,采用多学科优化软件ISIGHT中的拉丁超立方试验法对有限元模型进行灵敏度分析,筛选出对目标函数和约束函数影响较大的设计变量.利用筛选出的设计变量构建目标函数的响应面近似模型,最后采用多岛遗传算法对目标函数寻优.优化结果表明,在保证结构性能的前提下,龙门混凝土浇灌机结构质量减少了3979 kg,与优化前质量相比降低了16.7％,优化效果显著,对龙门混凝土浇灌机的结构设计及改进有重要的实际意义.