随着全球经济的快速发展,生产制造业也迎来了新的发展浪潮,桥式起重机作为一种重要的物料搬运和装卸设备,广泛地运用在码头、工厂和建筑等国民经济的诸多领域。目前在国内的起重机设计方法中,凭借设计者经验的许用应力法和安全系数法依旧占据主要地位。传统设计理念下的桥式起重机,虽然能够满足结构的性能需求,但结构尺寸较大,钢材浪费严重,设备运行和维护成本过高。本文采用有限元仿真技术和加速遗传算法,对国内某起重机厂250吨桥式起重机的主梁进行了优化设计,在满足结构力学性能的前提下有效地降低了主梁重量,不仅节省了钢材的消耗,降低了成本,而且对今后起重机金属结构的优化设计具有一定的启发和指导意义,可成功地推广和运用到多种类的桥式起重机主梁结构的优化中去。其主要工作内容如下:(1)介绍了桥式起重机主梁的基本参数,并根据国内某厂的桥式起重机图纸构建了箱形主梁的三维实体模型。(2)根据第二版《起重机设计手册》分析了主梁的常规载荷,计算了常见四种工况下的载荷组合情况。利用Ansys Workbench对主梁实体三维模型进行了静态分析和模态分析,并根据仿真分析结果指出了传统设计方法下主梁结构力学性能的富裕量,提出了主梁结构优化的客观需求。(3)确定主梁截面的五个尺寸参数为设计变量,以梁的截面积为目标函数,以梁的强度、刚度和动态刚度等要求为约束条件,构建了主梁轻量化设计的数学模型。(4)首次将加速遗传算法运用到起重机结构优化设计中,将演化迭代得到的优秀个体变量变化范围作为新的优化区间,压缩算法的搜索空间,加快全局的收敛速度,提高了算法的寻优性能。以MATLAB为算法的实现平台,运用加速遗传算法对主梁的截面尺寸进行优化,并对优化结果进行有限元仿真分析,其结果显示单根主梁的截面积下降了16.79%,质量由24.86t下降到22.609t,主梁的强度、刚度符合要求,动态性能良好。