检索结果-内蒙古大学图书馆

排灌机械工程学报 2025年第2期43卷 132-138页

作者：王世成杨军虎薛旺王鸣帅宋丹玉兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 重庆三峡学院环境与化学工程学院重庆404100

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方... 详细信息

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方抽样的方法,建立了80个离心泵叶轮模型样本空间,通过Fluent软件数值模拟得到离心泵性能.以叶片载荷参数为优化对象,离心泵设计工况点水力效率为优化目标,利用Kriging代理模型建立了叶片载荷参数与水力效率的关系.在扬程满足设计要求的条件下,使用miga算法得到水力效率最高的离心泵载荷参数.结果表明:在载荷曲线中,对水力效率影响程度较大的参数为后盖板直线段与抛物线的两交点ND_(h)和NC h,以及前盖板直线段与抛物线交点NC_(s);影响较小的参数为后盖板前缘载荷LE_(h)和前盖板直线与抛物线交点ND_(s);在设计工况点,优化泵的水力效率提升了1.35%且高效区较宽;叶片表面最低压力升高了38.41%,空化性能得到了提升;另外,功率减小了2.46%,扬程稍有提升.研究结果可对离心泵叶轮叶片的高效设计提供一定的参考.

关键词：离心泵叶片优化三元反问题设计 Kriging模型 miga算法

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基于Kriging-miga算法的薄壁件铣削参数优化

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制造技术与机床 2022年第5期 42-46页

作者：韩军曹龙凯徐睿姚晟熊凤生内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 山东港口集团青岛港国际股份有限公司前港分公司山东青岛266000

针对某铝合金薄壁壳零件的加工变形问题,以铣削力为优化目标,通过Isight平台,提出了基于Kriging-miga算法的铣削参数优化方法。采用了最优拉丁超立方试验设计方法建立参数样本点,利用样本点搭建铣削参数与铣削力间的Kriging近似模型,采... 详细信息

针对某铝合金薄壁壳零件的加工变形问题,以铣削力为优化目标,通过Isight平台,提出了基于Kriging-miga算法的铣削参数优化方法。采用了最优拉丁超立方试验设计方法建立参数样本点,利用样本点搭建铣削参数与铣削力间的Kriging近似模型,采用了miga算法对近似模型全局优化,获取1组能够使铣削力最小的铣削参数组合并得出预测值。研究结果表明:基于Kriging-miga算法的铣削参数优化,使得铣削力降低了39.37%,有效减小了铝合金薄壁壳的变形量。该研究方法对薄壁件铣削参数选值具有重要的意义。

关键词： Kriging miga算法薄壁件最优拉丁超立方 Isight

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泵站正向进水结构流场特性多目标优化研究

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水利学报 2024年第2期55卷 167-178页

作者：徐存东胡小萌王荣荣王鑫田俊姣浙江水利水电学院浙江杭州310018 华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河南大学土木建筑学院河南开封475004

为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化。选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)... 详细信息

为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化。选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)和多岛遗传算法(miga)构建PSO-BPNN-miga耦合优化模型,通过Realizable k-ε湍流模型耦合考虑相间滑移的Mixture多相流模型对最优方案进行模拟。由耦合优化模型得到的最优设计方案(OPT)为:扩散角θ=26.30°、总宽度B=26.46 m、底部纵坡i=1∶2.3、悬空高度C=1.05 m、淹没深度h_(s)=1.38 m、后壁距T=0.57 m;OPT方案评价指标预测值和计算值的偏差率均在10.00%以内;OPT方案下泵站进水结构内未出现明显旋涡回流区,泥沙淤积强度和淤积范围明显减少、水流流速较小、流线较为均匀。优化模型在泵站原型进水结构协调优化中较为可靠,可实现参数区间内的全局连续寻优,所得最优方案整体优化效果较好。本文提出的研究思路与方法可为类似泵站工程设计参数耦合协同优化提供参考方法借鉴。

关键词：正向进水结构流场特性 PSO-BPNN算法 miga算法多目标优化数值模拟

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基于改进FAHP的抑爆球注塑成型质量多目标优化

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塑料 2024年第1期53卷 156-162页

作者：吴国鹏于洋洋季宁么大锁贺莹刘民杰天津仁爱学院天津301636 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

基于最优拉丁超立方对抑爆球注塑工艺参数在变量范围内抽样并仿真分析,选用预测结果与仿真结果基本一致的RBF代理模型作为多目标优化设计的代理模型。通过主效应分析发现,抑爆球体积收缩率和末端填充压力变化存在矛盾性。基于miga算法,... 详细信息

基于最优拉丁超立方对抑爆球注塑工艺参数在变量范围内抽样并仿真分析,选用预测结果与仿真结果基本一致的RBF代理模型作为多目标优化设计的代理模型。通过主效应分析发现,抑爆球体积收缩率和末端填充压力变化存在矛盾性。基于miga算法,以最小体积收缩率、末端填充压力和生产周期作为优化目标,完成多目标优化设计。提出一种解决多目标优化综合权重分配的改进FAHP方法,并且,得到注塑工艺参数优化权重分配,使目标优化效果显著提升。利用帕累托最优解得到最佳工艺参数组合并仿真求出最小体积收缩率为6.616%,最小末端填充压力为74.18 MPa,最短生产周期为17.04 s,分别减少了7.8%、7%和13.2%,并且,通过试验得到验证。

关键词：抑爆球多目标优化 RBF代理模型改进FAHP方法 miga算法

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磁轮吸附式管道机器人的设计与分析

磁轮吸附式管道机器人的设计与分析

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作者：张波西安石油学院

学位级别：硕士

管道经过长时间服役会出现腐蚀、裂纹及磨蚀等问题,这些隐患可能导致管道发生严重的泄漏事故。对于中小型管道,人工难以对其内部缺陷进行检测。有鉴于此,本文针对管道内部的缺陷检测问题,设计了一种磁轮吸附式管道机器人。为确保机器人... 详细信息

管道经过长时间服役会出现腐蚀、裂纹及磨蚀等问题,这些隐患可能导致管道发生严重的泄漏事故。对于中小型管道,人工难以对其内部缺陷进行检测。有鉴于此,本文针对管道内部的缺陷检测问题,设计了一种磁轮吸附式管道机器人。为确保机器人在竹道内壁实现安全稳定的行走及转向,对磁轮结构进行了设计,并对其磁特性进行了分析。通过运用优化算法,在提高磁轮吸附的同时,实现了体积的最小化。本文研究内容如下: (1)依据管道机器人的工作环境和缺陷检测需求,以内径35mm、壁厚5mm的铁磁性管道为检测对象,对管道机器人行走方式、驱动方式以及吸附方式进行结构设计,并采用平面模型法对机器人在管道中各模块尺寸进行详细结构尺寸设计。 (2)根据设计的机器人结构尺寸,对机器人在管道中过弯管、绕管行走和爬越竖直管壁,进行了危险工作位置的力学计算,确定了三种工作模式下安全吸附条件,得出了机器人在直径350mm、壁厚5mm的铁磁性管道中工作时,所需最小吸附力为31.25N。并进行了样机试制和试验,试验结果表明了力学计算的正确性。 (3)为确保磁轮吸附力满足安全条件,同时实现体积的最小化,基于Halbach阵列理论和环形永磁体加工工艺设计了 4子磁块、8子磁块和1 2子磁块三种不同充磁方式的外部磁场强化型磁轮。利用有限元分析法在COMSOL软件中对这三种充磁方式以及单向充磁的磁轮进行磁特性分析,12子磁块磁轮的磁通量密度最大（1.88T)、磁感线分布最均匀。 (4)基于控制变量法,利用COMSOL软件对磁轮结构进行参数优化,在满足安全吸附条件下确定了磁轮厚度尺寸和磁轮外部橡胶包裹层的厚度。对适用于直径为 350mm管道的管道机器人,通过递增其磁轮厚度尺寸和磁轮与管道之间空气间隙,计算吸附力,确定了满足安全吸附要求的磁轮厚度尺寸为18mm、磁轮外部橡胶包裹层的厚度为0.2mm。 (5)基于对磁轮的磁特性分析结果,以磁轮磁利用率更高为目标,对磁轮直径(Ho)和厚度(n)进一步优化。以磁轮参数的最优拉丁超立方法试验设计矩阵为基础,利用灵敏度分析得出拟合近似模型参数,建立磁轮的RSM和EBF近似模型。对这两种近似模型进行miga优化算计算,得出优化变量Ho和n的最优尺寸值。机器人优化后Ho为65.2mm、n为18.1mm、吸附力为34.5N,磁利用率较优化前增加2.4%。

关键词：管道机器人磁轮结构设计运动特性分析 Halbach阵列 miga算法

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焊条智能存放机构的设计和优化

焊条智能存放机构的设计和优化

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作者：杨培静西安石油大学

学位级别：硕士

目前国内焊条存取方式主要有库房人工管理和半自动化人工操作两种,这两种工作方式效率低下并存在一定的误差。基于这一背景,本文研究设计了一种焊条智能存放机构,可以用于存取计量常见8种规格类型焊条,并对机构进行了可靠性分析和轻量... 详细信息

目前国内焊条存取方式主要有库房人工管理和半自动化人工操作两种,这两种工作方式效率低下并存在一定的误差。基于这一背景,本文研究设计了一种焊条智能存放机构,可以用于存取计量常见8种规格类型焊条,并对机构进行了可靠性分析和轻量化设计,主要内容如下。(1)依据焊条智能存放机构参数要求,进行焊条智能存放机构的整体方案设计,其中包括焊条计量机构设计、焊条存放柜体机构设计、控制系统设计和硬件选型以及计量轴的安全校核,并使用Solidworks软件建立结构三维模型。(2)针对焊条计量机构可能产生的卡条现象进行可靠性分析,得出卡条原因为尺寸链公差造成的装配机构偏差。通过蒙特卡洛方法建立尺寸链公差模型得到焊条卡条概率,并基于蒙特卡洛为试验方法提出响应面公差模型,与蒙特卡洛模拟数值比较得出响应面方法在公差设计中的精确性和高效性,两种方法公差模型可以避免焊条卡条现象产生。(3)针对初始设计中计量盘和柜体厚重的缺点进行轻量化设计。基于连续体结构拓扑优化变密度法,选用SIMP模型作为材料的插值模型,以相对单元密度为设计变量,体积为约束条件,结构柔度最小化为优化目标,对静力荷载作用下的计量盘进行拓扑优化研究,并对简化处理的优化模型进行刚度验证并使用Lanczos迭代法表征振动特征值进行模态分析,结果均满足结构条件。(4)使用Abaqus软件建立焊条存放柜体有限元模型,采用四面体实体单元划分柜体网格模拟机构在实际工况下的应力情况。基于模拟结果建立柜体参数的最优拉丁超立方法试验设计矩阵,通过灵敏度分析得出近似模型拟合参数后建立柜体RSM和EBF近似模型。以焊条存放柜体体积最小化为目标函数,柜体参数P1(柜体左右侧板厚度)和P2(柜体中间板厚度)为优化变量,工况最大应力为约束条件为数学优化模型,使用miga优化算法计算出优化变量P1、P2的最优尺寸值。综合初始设计和优化仿真结果确定了焊条智能存放机构的最终结构和具体设计参数。

关键词：焊条智能存放机构结构设计可靠性轻量化拓扑优化 miga算法

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基于悬架刚度阻尼优化的车辆侧翻稳定性研究

基于悬架刚度阻尼优化的车辆侧翻稳定性研究

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作者：张辉湖南大学

学位级别：硕士

据统计,重型车辆侧翻事故造成的损失和危害巨大,仅次于正面碰撞事故。即使车内乘员系了安全带,仍然存在75%的致死可能性。侧翻事故不仅造成车内乘员生命和财产的损失,还很有可能引发二次交通事故,如压砸路过的行人和车辆,严重限制了我... 详细信息

据统计,重型车辆侧翻事故造成的损失和危害巨大,仅次于正面碰撞事故。即使车内乘员系了安全带,仍然存在75%的致死可能性。侧翻事故不仅造成车内乘员生命和财产的损失,还很有可能引发二次交通事故,如压砸路过的行人和车辆,严重限制了我国的交通运输产业的发展。为了改善重型车辆侧翻稳定性,本文以行驶在无侧风影响路面上的载重量在10～15t的货车为研究对象,基于悬架刚度阻尼参数与侧翻之间的敏感性,提出了一种通过优化悬架刚度和阻尼参数实现防侧翻的方法。该方法保证了车辆原有的舒适性和平顺性,还提高了车辆抗侧翻的能力。研究内容主要包括以下几方面:建立了能够正确反映车辆侧倾运动、横摆运动和侧向运动特性,并且适用于车辆侧翻研究的三自由度动力学简化模型。为了避免因忽略轮胎侧偏特性对系统带来的误差,建立了基于魔术公式的轮胎模型。在Simulink中搭建了整车仿真模型,并将仿真结果和相同参数设置的TruckSim结果做对比。建立了反映车辆侧倾运动和俯仰运动特性的悬架七自由度动力学模型、悬架平顺性评价指标模型和路面激励模型,为后期优化确定了优化目标和约束条件。结合车辆三自由度侧翻简化模型和七自由度悬架模型,最终得到反映车身绕X轴侧倾运动、沿Y轴侧向运动、绕Y轴俯仰运动、沿Z轴垂向运动、绕Z轴横摆运动和非簧载质量垂向运动的整车九自由度动力学模型。分析了侧翻评定指标中参数的敏感性,基于侧翻对悬架刚度阻尼特性的高度敏感性,结合多岛遗传算法对悬架刚度和阻尼参数进行了优化设计,得到不同工况下前轮达到最大转角且车辆不发生侧翻时悬架应满足的刚度和阻尼特性。最后分别在双移线工况和角阶跃工况下对优化前后的车辆进行了侧向稳定性、横摆稳定性和抗侧翻能力的仿真验证。结果表明,悬架特性优化后的车辆比未优化的车辆侧向加速度、横摆角速度和动态轴荷转移率的峰值都有不同程度的下降,明显改善了车辆的侧翻稳定性。因此,本文提出的基于优化悬架刚度阻尼特性提升车辆抗侧翻能力的方法具有实际工程意义和应用价值。

关键词：车辆侧翻可调刚度阻尼主动悬架 miga算法多目标优化

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商用车驾驶室悬置系统优化

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重庆理工大学学报（自然科学） 2015年第3期29卷 15-20,36页

作者：谢柯曾发林李建康王在波江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

在多体动力学软件ADAMS中建立商用车驾驶室悬置系统虚拟样机模型,选取驾驶室悬置刚度和阻尼参数以及位置参数为设计变量,以驾驶室综合加权加速度均方根值、俯仰加速度均方根值、侧倾加速度均方根值和后悬置减振器夹角为优化目标,驾驶室... 详细信息

在多体动力学软件ADAMS中建立商用车驾驶室悬置系统虚拟样机模型,选取驾驶室悬置刚度和阻尼参数以及位置参数为设计变量,以驾驶室综合加权加速度均方根值、俯仰加速度均方根值、侧倾加速度均方根值和后悬置减振器夹角为优化目标,驾驶室前后悬置动挠度为约束条件,利用软件ISIGHT搭建优化平台,采用miga算法对行驶平顺性进行多目标优化,得到驾驶室悬置结构参数最优解集。在此基础上,优化分析后悬置水平与垂向减振器夹角对驾驶室隔振的影响,再通过权重系数与比例系数对各优化目标进行权衡,以此提高商用车的振动舒适性。

关键词： miga算法驾驶室悬置优化匹配平顺性

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