为了减轻起重机主梁自身重量、实现主梁轻量化,提出了搜索空间自适应调整蜂群算法的主梁优化设计方法。建立了起重机主梁轻量化设计数学模型;以传统人工蜂群算法为基础,提出了蜂群搜索空间随迭代次数自适应缩减方法,直至最终锁定最优值区域;充分利用混沌系统的遍历性和随机性,使用混沌搜索蜜源代替停滞蜜源,不仅跳出了局部极值,而且实现了蜜源进化,有效提高了算法收敛速度和寻优精度。使用搜索空间自适应调整的混沌蜂群算法和传统算法求解主梁优化数学模型,改进算法优化的主梁面积比企业主梁截面积减少了2.77%,而传统算法只减少了2.42%;对优化后主梁进行有限元分析可知,主梁优化后依然满足约束条件,符合设计使用要求。

主梁作为双梁桥式起重机金属结构中的主要构件,它的重量在整个系统中占很大比例,过多的自重会增加企业的制造成本,在满足性能的情况下造成资源浪费。为了减轻主梁的重量,分析了主梁的重量与主梁横截面面积的关系,建立了起重机主梁的数学模型。利用遗传算法中的遗传算子来解决主梁优化中引力搜索算法容易陷入局部最优解,收敛速度慢的问题,提高了引力搜索算法的性能。优化结果表明,混合了引力搜索的遗传算法的收敛速度比标准的引力搜索算法优化率提高约3.93%左右。改进的算法使目标函数的横截面积从初始数据减少了约12.35%,并且优化分析结果符合设计标准。采用混合GSA-GA优化算法对起重机主梁在实际工程设计中具有重要的指导意义。

通过对威布尔分布中位置参数的假定，用最小二乘法对形状参数及刻度参数进行参数估计，推导得出参数估计的计算公式，并针列某起重机系列主梁可靠性进行了模拟计算，得到斜率估计、特征寿命估计及失效率的值，并对失效概率进行了置信检验。