波纹腹板具备突出的稳定性,通过对波纹腹板的相关研究和应用情况分析,将其引入到偏轨箱形主梁的设计之中,得到了应用于桥式起重机的偏轨箱形波纹腹板梁,然后使用改进连续域蚁群算法对其初始设计参数进行优化。用优化设计的方法探讨偏轨箱形波纹腹板梁的参数设置,对于箱形波纹腹板梁的设计与研究工作具有参考价值。本文主要研究内容如下:(1)分析常见波纹腹板各类型的特点,选定了梯形波纹腹板,并对梯形波纹腹板的关键力学性能做了分析与总结,以某公司生产的直腹板偏轨箱形梁为原型,选取较为保守的尺寸参数设计出桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁。(2)针对后续的偏轨箱形波纹腹板梁尺寸优化问题,进行了基于蚁群算法的结构优化设计方法研究:在分析连续域基本蚁群算法的基础上,发现这种算法存在局部探索能力差、约束处理不完善等问题,所以引入了伪随机比例规则改进种子解的选取方法,对信息素分布中心进行适当的随机扰动,对信息素分布的标准差进行改造,使用DCPM(direct comparison and proportion maintenance)方法处理约束条件,得到了改进连续域蚁群算法,通过优化实例验证了改进连续域蚁群算法的优越性。(3)建立了偏轨箱形波纹腹板梁尺寸优化的数学模型,利用改进连续域蚁群算法进行优化,优化后的偏轨箱形波纹腹板梁相比初始的偏轨箱形波纹腹板梁减少了 18.75%的质量,相比于同规格的直腹板偏轨箱形梁减少了 9.75%的质量,所以优化过程有效减轻了梁的自重。通过有限元仿真分别验证了直腹板偏轨箱形梁和偏轨箱形波纹腹板梁的力学性能:通过静力学分析可知,两者都符合设计中的强度和静刚度要求,且性能比较接近;通过线性屈曲分析发现,两者均符合稳定性要求,且偏轨箱形波纹腹板梁的稳定性显然更好;通过模态分析可知,两者的一阶模态频率均满足设计要求。