检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2022年第3期43卷 388-395页

作者：万云发孙文磊王宏伟徐甜甜王炳楷新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

为了实现风力机主轴轻量化设计,首先根据有限元结果,以质量为目标函数,应力、变形为约束条件建立数学模型。然后利用实验设计方法(DOE)获得初始样本点,并应用Kriging模型建立响应面,得到各设计变量对应力、变形和质量的影响程度和变化趋... 详细信息

为了实现风力机主轴轻量化设计,首先根据有限元结果,以质量为目标函数,应力、变形为约束条件建立数学模型。然后利用实验设计方法(DOE)获得初始样本点,并应用Kriging模型建立响应面,得到各设计变量对应力、变形和质量的影响程度和变化趋势,同时获得局部最优解。最后利用多目标遗传算法(moga)进行优化,通过1100次迭代,获得全局最优解。实现主轴减重10.71%,可为风力机其他零部件轻量化设计提供参考性优化设计方法。

关键词：风力机主轴 DOE Kriging模型 moga算法

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基于响应面法与moga算法的竹集成材榫接合椅子节点力学分析及优化

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林业工程学报 2024年第1期9卷 184-191页

作者：杨越淳王雨凡杨洋张蕾张仲凤中南林业科技大学国家林业和草原局绿色家具工程技术研究中心湖南省绿色家居工程技术研究中心长沙410004 东阳市家具研究院东阳322100

竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及... 详细信息

竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及榫接合节点力学特性,搭建响应面模型求解竹集成材T型椭圆榫接合节点榫卯尺寸与其最大等效应力、总形变和最小安全系数的关系,并运用moga多目标遗传算法以形变最小化、安全系数最大化为优化目标,进行榫卯尺寸优化。结果表明:竹集成材榫接合椅子静载荷分析所得椅子最大等效应力为6.818 MPa,位于座面大边与椅后腿榫接合节点;最大等效应变值为4.245×10^(-3),位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点;椅子发生的最大形变为4.433 mm,分布在椅子靠背位置。椅子耐久性分析所得最大等效应力及最大等效应变均位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点,分别为4.999 MPa和3.113×10^(-3);椅子整体发生的最大形变为3.251 mm,位于椅子靠背上端。由竹集成材T型榫接合节点响应面分析可知,椭圆榫接合节点的最大等效应力及最大形变随着榫头厚度a及榫头长度l的增大而减小,安全系数随之增大,榫卯尺寸对T型榫接合节点力学强度的影响以榫头厚度a和榫头长度l为主,榫头宽度b影响不显著。运用moga算法优化竹集成材椭圆榫尺寸,优化结果与实际试验结果的相对误差为3.93%,相对误差较小,证明优化方法及结果有效。本研究为竹集成材椭圆榫的加工生产提供参考,并为竹集成材榫接合椅子的榫卯尺寸设计提供科学优化方法。

关键词：竹集成材椅子榫接合节点响应面分析 moga算法有限元法(FEM)

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拓扑与moga算法下的梁柱材刀架轻量化设计

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机械科学与技术 2024年第9期43卷 1590-1599页

作者：杨春梅马亚强刘彤彬丁禹程宋文龙东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为了提高梁柱材钻铣刨加工中心的综合性能,本文以其中具有X,Y方向插补运动的刀架为研究对象,进行轻量化设计。对刀架的质量进行两次优化:第一次使用拓扑算法优化,以最大刚度为目标函数,应力、变形为约束,质量为响应约束,建立拓扑优化模... 详细信息

为了提高梁柱材钻铣刨加工中心的综合性能,本文以其中具有X,Y方向插补运动的刀架为研究对象,进行轻量化设计。对刀架的质量进行两次优化:第一次使用拓扑算法优化,以最大刚度为目标函数,应力、变形为约束,质量为响应约束,建立拓扑优化模型进行优化;第二次使用moga算法在拓扑优化的基础上进行优化,建立拓扑优化刀架的重构模型,验证力学性能与低阶固有频率,选择优化设计变量,设计CCD(Central composite design)试验获得初始样本点,选取5个验证点与Kriging模型的预测值进行拟合,根据Kriging模型建立局部灵敏度较高设计变量的响应面模型,获得设计变量对应力、变形、质量直观的影响程度,利用moga算法建立优化模型,寻找最优解。试验结果表明:在满足强度的条件下,经过两次质量优化设计,刀架质量减小了14.48%。

关键词：梁柱材刀架拓扑优化 Kriging模型 moga算法

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基于moga的消防水泵恒压远程变论域模糊控制

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桂林航天工业学院学报 2025年第1期30卷 138-146页

作者：李平皖江工学院土木工程学院安徽马鞍山243000

消防水泵面临多种复杂工况,控制器参数动态变化,超调量冗余,整体控制效果不佳。对此,提出基于moga算法的消防水泵恒压远程变论域模糊控制。通过引入时间因素,采用微分方程对消防水泵系统的动态特性进行描述,并结合电机转速与输入频率之... 详细信息

消防水泵面临多种复杂工况,控制器参数动态变化,超调量冗余,整体控制效果不佳。对此,提出基于moga算法的消防水泵恒压远程变论域模糊控制。通过引入时间因素,采用微分方程对消防水泵系统的动态特性进行描述,并结合电机转速与输入频率之间的关系,对执行机构进行建模。设计消防水泵恒压远程变论域模糊控制器,通过动态调整模糊集合的论域来适应不同输入信号和外部环境变化。采用moga算法对模糊控制器的参数进行多目标优化,同时考虑控制精度、稳定性等多个性能指标,实现控制参数的全局最优解。实验结果表明,采用文中方法对水泵进行恒压远程控制时,超调量较低,具备较为理想的控制效果。

关键词：消防水泵恒压控制模糊控制算法 moga算法超调量

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基于响应面和moga的卧加主轴多目标优化设计

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机床与液压 2024年第12期52卷 98-103,156页

作者：尹浇钦高自成李立君乔志东胡意波刘怀粤中南林业科技大学机械与智能制造学院湖南长沙410000

主轴作为卧式加工中心中最重要的功能部件,对其进行优化设计来提高卧式加工中心的动态性能和运动精度具有重要意义。根据主轴的有限元分析结果,以主轴前端半径和长度、后端半径和长度以及拉刀杆外径为设计变量,总质量最小、总体最大变... 详细信息

主轴作为卧式加工中心中最重要的功能部件,对其进行优化设计来提高卧式加工中心的动态性能和运动精度具有重要意义。根据主轴的有限元分析结果,以主轴前端半径和长度、后端半径和长度以及拉刀杆外径为设计变量,总质量最小、总体最大变形最小和1阶固有频率最大为优化目标,利用CCD试验设计方法获得初始样本点,再使用Kriging模型建立响应面。最后利用多目标遗传算法(moga)进行优化。结果表明:所提方法实现了主轴质量减少29.6%,总变形量减少30.8%,1阶固有频率增加5.4%。

关键词：卧式加工中心响应面法 moga算法多目标优化

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短应力线轧机端盖分析与优化设计

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机床与液压 2021年第13期49卷 94-98,152页

作者：张平格万炬峰河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

对短应力线轧机轴承座外侧静迷宫端盖的结构进行优化分析,以减轻端盖的质量、提高端盖的强度与刚度。以减少静迷宫端盖质量和最大应力应变作为优化目标,使用Creo建立端盖的参数化模型,通过ANSYS Workbench进行静力学分析,构建响应曲面... 详细信息

对短应力线轧机轴承座外侧静迷宫端盖的结构进行优化分析,以减轻端盖的质量、提高端盖的强度与刚度。以减少静迷宫端盖质量和最大应力应变作为优化目标,使用Creo建立端盖的参数化模型,通过ANSYS Workbench进行静力学分析,构建响应曲面模型并进行敏感度分析,最后通过moga算法对端盖设计参数进行最优求解。优化后与初始值相比,端盖质量减少了16.58%,等效应力降低了22.10%,等效弹性应变下降了20.39%。优化后实现了端盖的轻量化,提高了设计强度和刚度,为以后短应力线轧机的设计优化提供了参考。

关键词：短应力线轧机静迷宫端盖 moga算法结构优化

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中巴车铝合金立柱截面多目标优化

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机械设计与制造 2019年第1期 158-161页

作者：熊会元罗志鹏黄心深王尽沙中山大学工学院广东广州511400

立柱是轻量化中巴车身的核心构件,其综合力学性能取决于型材截面形态。提出一种基于响应面的截面特征参数多目标优化方法,首先进行6063铝合金材性试验及立柱构件的拉伸和弯曲试验,测得材料的力学性能参数、立柱轴向和侧向的极限承载力... 详细信息

立柱是轻量化中巴车身的核心构件,其综合力学性能取决于型材截面形态。提出一种基于响应面的截面特征参数多目标优化方法,首先进行6063铝合金材性试验及立柱构件的拉伸和弯曲试验,测得材料的力学性能参数、立柱轴向和侧向的极限承载力。试验结果表明立柱构件的侧向受力能力远小于轴向受力能力。为提高立柱综合性能,采用最优拉丁超立方试验设计分析,选取敏感度大的截面特征参数作为设计变量,以质量、最大变形位移、最大应力的最小化为综合设计目标,建立多目标优化的数学模型。基于Kriging算法构建最大变形位移和最大应力的响应面仿真模型,应用多目标遗传优化算法(moga)全局寻优得到最优解。优化方案最大变形减小0.62%、最大应力减小11.06%、质量减小12.48%。

关键词：铝合金立柱 Kriging算法响应面 moga算法多目标优化

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圆盘式磁流变制动器磁路多目标优化

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机械设计与制造 2017年第7期 41-44页

作者：孟文俊邬思敏李淑君王尧太原科技大学机械工程学院山西太原030024 智能物流装备山西省重点实验室山西太原030024

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(moga)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优... 详细信息

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(moga)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解,并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优,得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明:所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,并提高磁流变制动器的制动力矩,可作为磁流变制动器设计的参考。

关键词：磁流变制动器有限元分析 moga算法多目标优化

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火星表面大范围漫游探测协同导航方法研究

火星表面大范围漫游探测协同导航方法研究

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作者：刘燎哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

对火星进行探测具有重大的科学价值，是国际上各航天机构对宇宙进行探索的重点。火星漫游器是一种高度智能化的机器人，其能够在复杂恶劣的火星表面环境中进行科学探测,是目前我们人类对火星进行探测的最可靠的依赖工具。针对目前对火... 详细信息

对火星进行探测具有重大的科学价值，是国际上各航天机构对宇宙进行探索的重点。火星漫游器是一种高度智能化的机器人，其能够在复杂恶劣的火星表面环境中进行科学探测,是目前我们人类对火星进行探测的最可靠的依赖工具。针对目前对火星漫游器自主导航提出的特殊要求，本文提出了一种能够满足火星漫游器进行大范围漫游探测导航精度需求的协同导航方法。首先，本文建立了激光雷达的数学仿真模型，给出了均匀高程图的计算方法，这种方法包括原始数据处理、重采样和双线性插值，在此基础上，通过近邻插值和局部最大值方法进行特征提取，最后利用基于DARCE(Data-AlignedRigidity-Constrained Exhaustive Search)算法进行星表全局高程图与局部三维地形图的特征匹配。其次，本文给出了基于立体视觉的火星漫游器运动估计算法，通过对立体相机采集的图像数据进行处理，能够初步估计火星漫游器的运动状态，并且能够得出相邻运动状态的矩阵关系。最后，利用星表全局高程图与局部三维地形图匹配得出的对应关系进行优化，优化漫游器的导航参数信息和相邻运动状态间的矩阵关系，同时引入方位测量，利用moga(Multi-frame Odometry-compensated Global Alignment)优化计算得到能满足进行大范围漫游精度要求的导航参数信息。

关键词：火星漫游器协同导航立体视觉 moga算法

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多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的研究

多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的研究

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作者：陈天奇太原科技大学

学位级别：硕士

立井提升机零部件的维护与更换、提升钢丝绳的更换与调节以及特殊工况下提升钢丝绳的安全制动保护都离不开锁绳装置。随着我国浅层矿产资源日趋枯竭,深井重载工况必然成为未来立井提升系统的主体,这为锁绳装置对提升钢丝绳的锁紧与固定... 详细信息

立井提升机零部件的维护与更换、提升钢丝绳的更换与调节以及特殊工况下提升钢丝绳的安全制动保护都离不开锁绳装置。随着我国浅层矿产资源日趋枯竭,深井重载工况必然成为未来立井提升系统的主体,这为锁绳装置对提升钢丝绳的锁紧与固定带来了极大的不便。现有的锁绳装置虽然能够提供足够的锁紧力,但存在锁紧力不稳定、损绳以及松绳困难等问题。为此,本文设计了一种基于“多点承载、多连杆驱动”锁绳机理的新型多连杆锁绳装置,该锁绳装置在深井重载工况下既能安全高效地锁紧与固定钢丝绳,又能实现快速松绳离位,能够满足现代化矿井高速生产的需求。本文首先分析了锁绳装置的工作条件以及传统锁绳装置存在的不足之处,通过文献回顾、现场调研以及理论推导等方式,对锁绳装置的整体结构、各零部件的结构以及材料选择进行了详细设计。分析了多连杆锁绳装置通过自锁来实现对钢丝绳锁紧的锁绳原理,以及通过液压油缸缸杆的伸缩控制锁绳装置松绳离位的松绳原理。通过理论分析得出当锁绳装置连杆和水平面的夹角保持在14.04°以内时,锁绳装置能够实现自锁。其次,运用Solid Works等三维建模软件对锁绳装置进行几何建模,并将模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析。首先对锁绳装置进行静力学分析,分析结果指出:锁绳装置能够对钢丝绳施加均匀有效的锁紧力,但连杆和卡位块在某些工况下的安全系数和可靠性较低,需要后续优化。进一步利用ANSYS/LS-DYNA进行动力学分析,发现钢丝绳在受载时会发生缩径现象,钢丝绳和摩擦块之间会有轻微地相对滑移,但仍满足行业设计标准,证明了锁绳装置在几乎不“损绳”的情况下能够对钢丝绳进行有效的锁紧。此外,通过ANSYS的模态分析确认了钢丝绳与锁绳装置间无共振现象,证明了锁绳装置能够提供稳定的锁绳力,验证了其结构设计的合理性。再次,基于Kriging模型和moga算法的优化方法对锁绳装置的关键零部件连杆进行优化设计。优化过程中,首先基于连杆最危险位姿下的静力学分析结果,运用中间复合材料设计方法得到初始样本点以及Kriging模型建立响应面,得出设计变量对优化结果的影响程度和变化趋势;再通过moga算法获得全局最优解;最后对优化设计后的连杆重新建模并进行有限元分析,结果表明:优化后的连杆最大应力和最大变形分别降低了15.87%和15.86%。最后,对锁绳装置的关键零部件卡位块进行优化设计。优化过程中,根据卡位块极限载荷下的静力学结果,基于Kriging模型和moga算法的优化方法对卡位块的最大应力与最大变形进行优化;然后采用拓扑优化方法对卡位块进行轻量化设计;最后,对两种优化设计后的卡位块重新进行建模仿真,仿真结果表明:卡位块的最大应力降低了17.75%,最大变形降低了15.12%,质量降低了25.86%。本文设计的多连杆锁绳装置对矿井提升系统的维修、维护以及安全保护具有一定的促进作用,为矿井提升系统锁绳装置的改进提供了新的思路;本文基于Kriging模型和moga算法的优化方法以及拓扑优化方法对结构优化领域的研究具有一定的参考价值。

关键词：锁绳装置多绳摩擦提升机多连杆 Kriging模型 moga算法有限元分析

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