于 潜

（太原重工技术中心， 山西 太原 030024）

引言

支腿是工程起重机关键零部件之一，对起重机整体抗倾覆起决定性作用。履带起重机支腿的结构形式为箱型悬臂，用传统的方法进行设计，计算工作量大，容易出错，需要反复验算修改，并且等强度设计精确度不容易控制，借助优化分析软件ANSYS，能够准确快速地求解出满足要求的最优方案，实现等强度支腿设计，从而节约用料成本。

1 优化设计原理

结构优化设计是在给定的约束条件下，按照某种目标（如重量最轻、刚度最大等）求出最好的设计方案。传统的结构优化设计实际上指的是结构分析，其过程为假设-分析-校核-重新设计，重新设计的目的也是要选择一个合理的方案。由于计算机技术的发展，现在的结构优化设计指的是结构综合，其过程为假设-分析-搜索-最优设计，其中搜索过程是修改并优化的过程。

优化设计的方法[1]有简单的图解法或解析法、准则法，从工程和力学观点出发，提出结构达到优化设计时应满足的某些准则（如同步失效准则、满应力准则等），然后用迭代方法求出满足这些准则的解；数学规划法，就是将问题归纳为一个数学规划问题，包含线性规划和非线性规划等；近些年也发展起来一些启发式算法，有遗传算法、神经网络算法、模拟退火算法等。不管是哪种方法，要想实现高效的优化设计，都必须借助优化分析软件，其中，ANSYS就提供了优化设计模块，通过一系列的分析、评估和优化的循环过程，进行算法的实现，这一循环过程重复进行，直到所有的设计要求都满足为止，优化设计过程如图1所示。……