换热器维修

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换热器维修用抽芯工作台纵梁的模糊优化设计

    1 结构及原理
   新型抽芯工作台的设计计算部分主要包括纵梁设计、液压传动及传动机构设计、微调机构和其它零部件设计 。文中主要讨论纵梁的模糊优化设计。

    2 抽芯工作台纵梁模糊优化设计
  抽芯工作台的主体为2根纵梁，材料选用热轧工字钢，材质Q235一A，每根纵梁长为6．5 m，它们通过燕尾形导轨装在抽芯框架上。虽然纵梁材料选用工字钢，通过力学计算可求出几何尺寸，但计算中所求取的应力、刚度和结构尺寸限制具有模糊性，导致质量不一定最小，所以借助模糊优化设计来解决这一问题。
设计变量及目标函数
 设计变量

    纵梁的长度已经确定，它与截面面积无关。工字钢的截面面积一定，则单位质量也就确定了。所以纵梁的独立设计参数为梁的横截面宽度b和梁横截面高度h，故设计变量取为：

 模糊约束条件

  强度约束和刚度约束

   由于2根纵梁对称于纵向中心线，所以将它们看成一个梁，计算得到的应力除以2即可。对整个梁的受力进行分析可知，在抽芯的过程中，每一时刻梁的受力情况都是不一样的，管束全部抽出且对称于纵梁的中心时，纵梁与换热器壳体脱离接触时的应力为最大。通过求取支反力、绘弯矩图可确定最大弯矩和挠度的计算公式。

    把模糊优化问题等价转化为最优水平截集上的普通优化问题处理，关键是求出与最优水平截集对应的最优水平值a，a即为模糊约束的最优隶属度。按模糊综合评判法，设备择集a一(0．0，0．1，0．2，，1．0)，因素集u=(“ u1，u2“......u5 )，影响a的模糊因素及其等级见表1。

    把求出的a和表2中的值代入式(8)，得到非模糊化的约束条件，采用复合形法求解，解出圆整后选择16号热轧工字钢(符合GB 706—88)，其b一88 mm，h=160 mm，截面面积为26．131 cm。，理论质量20．513 kg／m。普通设计时选择18号热轧工字钢，其b一94 mm，h一180 mm，截面面积为30．756 cm，理论质量24．143 kg／m，模糊优化后的理论质量比普通设计的理论质量减轻15．04 oA。