Optimization of the box-girder of overhead crane with constrained new bat algorithm

Abstract

An optimal design for minimum weight crane girder can reduce the manufacturing and operating costs. The box-girder is modeled as a simply supported beam, and the constrained optimization problem was formulated with cross-section area of the box-girder as objective function, and restrictions on plates' stress, fatigue, buckling and allowable deflection. The resulted problem is solved with constrained new bat algorithm. Four modifications have been embedded to the standard bat algorithm to increase its performances, and the level of comparison was introduced so that the new bat algorithm can handle constraints. Results show that the constrained new bat algorithm is efficient, robust and reliable and the obtained optimal crane dimensions are better than those they exist in the literature. The use of higher strength steel leads to a mass saving up to 30%.

Keywords: Overhead crane - Box-girder - New bat algorithm -level of comparison - Higher strength steel.

Optimisation de poutre caisson de pont roulant avec un nouvel algorithme de chauve souris sous contrainte

Une conception optimale pour un poids minimal de la poutre principale d'un pont roulant peut réduire les coûts de fabrication et de fonctionnement. La poutre en caisson est modélisée comme une poutre simplement appuyée et le problème d'optimisation sous contrainte est formulé avec la considération de l'aire de la section transversale du caisson comme fonction objective, et des restrictions sur la contrainte des plaques, la fatigue, le flambement et la déformation admissible. Le problème résultant est résolu par le nouvel algorithme de chauve-souris sous contrainte. Quatre modifications ont été intégrées à l'algorithme de chauve-souris standard pour augmenter ses performances et le niveau de comparaison e est introduit afin de permettre au nouvel algorithme de chauve-souris de prendre en considération les contraintes. Les résultats montrent que le nouvel algorithme de chauve-souris est efficace, robuste et fiable ainsi que les dimensions optimales du caisson soudé obtenues sont meilleures que celles qui existent dans la littérature. L'utilisation des aciers à haute résistance peut conduire à des économies en poids de plus de 30%.

Mots clés: Pont roulant - poutre en caisson - Le nouvel algorithme de chauve-souris - Niveau de comparions  - acier à haut résistance.