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基于数字孪生的塔式起重机结构性能在线监测方法
1
作者
贾政楠
王欣
+4 位作者
高顺德
孙田
赵欣
李子陆
宋学官
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期4468-4476,共9页
为了保证塔式起重机安全作业,提高塔式起重机的智能化水平,提出了基于数字孪生的塔式起重机结构性能监测方法。首先,根据塔式起重机的运行特点和实时监控的要求,提出了塔式起重机数字孪生框架,详细阐述了各部分的功能;其次,通过建立运...
为了保证塔式起重机安全作业,提高塔式起重机的智能化水平,提出了基于数字孪生的塔式起重机结构性能监测方法。首先,根据塔式起重机的运行特点和实时监控的要求,提出了塔式起重机数字孪生框架,详细阐述了各部分的功能;其次,通过建立运动模型实现了塔式起重机实时状态映射、借助网格简化技术构建了塔机虚拟模型、利用人工神经网络技术实现塔式起重机的结构性能在线预测;最后,以STL760动臂塔式起重机为例,建立了动臂塔式起重机数字孪生系统,验证了塔式起重机数字孪生框架的可行性,证明了预测结果有较快的分析速度和较高的准确性,为塔机智能化管理提供了新思路。
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关键词
数字孪生
塔式起重机
网格简化
在线监测
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职称材料
基于多保真代理模型的塔机臂架结构优化
2
作者
张建康
刘富文
+4 位作者
郭冠辰
张帅
宋学官
孙田
李子陆
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第11期1967-1976,共10页
起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极...
起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极限工况应力及变形,确定了最危险工况,并以此工况作为优化设计的基础工况;然后,选定了臂架上12个结构参数为设计变量,进行了参数化建模,利用拉丁超立方采样(LHS)选取了样本点,基于有限元仿真数据,构建了三种基于径向基函数(RBF)的代理模型并对其精度进行了评估;最后,基于精度高的多保真代理模型(MFS),以臂架重量最小为优化目标,构建了臂架优化问题的数学模型,使用遗传算法(GA)完成了优化设计。研究结果表明:优化后的臂架满足强度、刚度要求,整个臂架不会发生断裂和失稳,而且臂架重量减轻了25.03%;同时,多保真代理模型的预测结果和仿真结果误差小于3%,证明了多保真代理模型的准确性,进而证明了基于多保真代理模型的臂架优化方法的有效性。
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关键词
动臂式塔式起重机
臂架结构轻量化设计
多保真代理模型
遗传算法
优化设计
拉丁超立方采样
径向基函数
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职称材料
题名
基于数字孪生的塔式起重机结构性能在线监测方法
1
作者
贾政楠
王欣
高顺德
孙田
赵欣
李子陆
宋学官
机构
大连理工大学
机械
工程学院
大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室
抚顺永茂建筑机械有限公司
出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2024年第12期4468-4476,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB1700704)
国家自然科学基金资助项目(52075068)。
文摘
为了保证塔式起重机安全作业,提高塔式起重机的智能化水平,提出了基于数字孪生的塔式起重机结构性能监测方法。首先,根据塔式起重机的运行特点和实时监控的要求,提出了塔式起重机数字孪生框架,详细阐述了各部分的功能;其次,通过建立运动模型实现了塔式起重机实时状态映射、借助网格简化技术构建了塔机虚拟模型、利用人工神经网络技术实现塔式起重机的结构性能在线预测;最后,以STL760动臂塔式起重机为例,建立了动臂塔式起重机数字孪生系统,验证了塔式起重机数字孪生框架的可行性,证明了预测结果有较快的分析速度和较高的准确性,为塔机智能化管理提供了新思路。
关键词
数字孪生
塔式起重机
网格简化
在线监测
Keywords
digital twin
tower crane
mesh simplification
online monitoring
分类号
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于多保真代理模型的塔机臂架结构优化
2
作者
张建康
刘富文
郭冠辰
张帅
宋学官
孙田
李子陆
机构
大连理工大学
机械
工程学院
大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室
抚顺永茂建筑机械有限公司
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第11期1967-1976,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075068)
国家重点研发计划项目(2018YFB1700704)。
文摘
起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极限工况应力及变形,确定了最危险工况,并以此工况作为优化设计的基础工况;然后,选定了臂架上12个结构参数为设计变量,进行了参数化建模,利用拉丁超立方采样(LHS)选取了样本点,基于有限元仿真数据,构建了三种基于径向基函数(RBF)的代理模型并对其精度进行了评估;最后,基于精度高的多保真代理模型(MFS),以臂架重量最小为优化目标,构建了臂架优化问题的数学模型,使用遗传算法(GA)完成了优化设计。研究结果表明:优化后的臂架满足强度、刚度要求,整个臂架不会发生断裂和失稳,而且臂架重量减轻了25.03%;同时,多保真代理模型的预测结果和仿真结果误差小于3%,证明了多保真代理模型的准确性,进而证明了基于多保真代理模型的臂架优化方法的有效性。
关键词
动臂式塔式起重机
臂架结构轻量化设计
多保真代理模型
遗传算法
优化设计
拉丁超立方采样
径向基函数
Keywords
tower crane with movable jib
lightweight design of jib structure
multi-fidelity surrogate model(MFS)
genetic algorithm(GA)
optimization design
latin hypercube sampling(LHS)
radial basis function(RBF)
分类号
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于数字孪生的塔式起重机结构性能在线监测方法
贾政楠
王欣
高顺德
孙田
赵欣
李子陆
宋学官
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
基于多保真代理模型的塔机臂架结构优化
张建康
刘富文
郭冠辰
张帅
宋学官
孙田
李子陆
《机电工程》
CAS
北大核心
2024
0
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0
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