摘要：起重机的金属结构作为其自身的骨架，对整个起重机质量和使用性能起着决定性的作用，引起了人们的重视。本文将对门式起重机金属结构与优化设计进行深入的研究，针对门式起重机在金属结构方面存在的笨重等问题，提出科学合理的研究思路，希望可以为设计人员优化门式起重机金属结构设计提供一些参考建议，以促进门式起重机向工作效率高、整机质量轻和生产成本低的方向发展，更好的满足使用者的需求。
　　关键词：门式起重机；金属结构；优化设计
　　改革开放以来，伴随着经济的快速发展和我国现代化建设水平的不断提高，门式起重机作为一个重要的生产工具被广泛运用在了国民经济的各个行业，对国民经济的发展具有重大的推动作用，受到了人们越来越多的关注。并且随着对外开放的不断发展，机电行业也对门式起重机的质量和数量提出更多的要求。如何有效的降低金属结构的重量和起重机的轮压，成为门式起重机设计人员共同需要解决的问题，因此，加强对门式起重机金属结构与优化设计的研究势在必行。
　　1门式起重机的金属结构参数化模型
　　1.1有限元单元法综述
　　有限元单元法是一种专门分析复杂结构和问题的工具，也是在变分原理的基础上，运用计算机将连续的结构分化成多个离散单元来计算近似值的一种分析方法。在分析门式起重机金属结构问题时运用有限元单元法，可以不需过多的简化模型，计算结果的精确度也比较高[1]。
　　1.2门式起重机金属结构建模策略
　　门式起重机的金属结构的主要包括主梁、底梁、端梁、支腿等部件，并且各个部件一般都是由螺栓进行连接的，结构较为复杂。在运用有限元单元法对门式起重机金属结构进行分析时，必须要建立一个好的计算模型，只有这样才能保障分析结果准确无误。
　　（1）几何建模方案分析。要想提高计算的精确度，就必须要选择一个科学合理的金属结构几何建模方案。科学合理的建模方案必须要在降低计算量、满足计算精确度的前提下，使计算结果清晰明了，方便提取。目前，使用三维软件建立三维几何模型非常方便快捷，但是由于门式起重机结构比较复杂，相应的对计算机的配置要求就比较高，所以通常在建模之后，还需要再导入有限元软件，这样不仅会浪费很多时间，还有可能没办法得到正确的结果，因此在构建几何模型时最好在有限元软件中进行[2]。
　　（2）材料的选择。由于门式起重机在实际的工作中，吊重工作非常繁重，并且工作环境比较恶劣，因此在选择金属结构的材料时要考虑其强度、防腐性、塑性等方面的问题。目前门式起重机比较常用的材料是普通的碳素钢，这是因为碳素钢工艺性较好、价格也比较低廉。
　　2门式起重机的金属结构优化设计
　　2.1目标函数
　　结构优化设计要得到我们所期望的目标，就必须满足多种约束条件，计算出最合适的解。结构优化设计的目标函数就是用设计变量的数学关系式来表示的我们所期望的目标。在实际的门式起重机结构优化设计中，目标函数一般都是重量，当然也可以根据不同的需求将成本、体积等作为目标函数。
　　2.2荷载及组合
　　门式起重机主要在露天工作，它的主要荷载包括惯性荷载、风荷载、自重荷载、起升荷载和侧向荷载，如果要计算主梁内力，那么门架将受到所有因素的影响。
　　2.3设计变量
　　设计变量是需要进行优化的独立参数，结构设计方案可以根据设计内容的不同选择相应的物理参数或者是几何参数，这些参数可以用一组向量来表示。

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