螺杆压缩机整机优化目标函数的确定

为了对螺杆压缩机进行整机优化，建立了螺杆压缩机工作过程模拟模型，并在此基础上取压缩机容积效率和绝热效率乘积的倒数为目标函数进行编程，并对一组初始参数计算了其目标函数值。     

船用二氧化碳制冷系统变工况模拟与分析

通过对船用CO2制冷系统变工况模拟，得出了系统主要性能参数的变化规律，并在此基础上提出了可供设计CO2制冷压缩机参考的最大压差工况和最大功率工况。     

压缩空气储能系统用多级离心压缩机进口导叶调节策略研究

压缩空气储能系统在储能过程中,储气装置内部压力不断升高,这要求压缩机在较大压比范围内工作。高效变工况是压缩空气储能系统中压缩机的核心要求,为实现这个设计目标需要采取合适的调节方式及其调节策略。可调进口导叶结构简单,可在工作过程中运行,并可利用伺服装置实现自动化,是目前压缩空气储能系统中压缩机最适合的调节方法之一。本文以压缩空气储能系统中某4级离心压缩机为研究对象,建立了一种适用于多级离心压缩机变工况调节的性能预测方法,采用数值模拟得出单级离心压缩机性能曲线,并编写级性能叠加程序获得整机性能曲线。利用最小二乘法将多级离心压缩机性能数据拟合为多项式函数,采用遗传算法建立了以等熵效率为优化目标,进口导叶开度为优化变量,整机出口压力或者流量为约束条件的可调进口导叶调节策略程序。     

W型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析与优化设计

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件,研究了额定工况作用下曲轴-滚动轴承系统动力学行为和动力学优化设计问题。根据滚动轴承受力与变形的非线性关系,以整个曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立弹性曲轴-滚动轴承动力学仿真模型并求解,得到了额定工况下主轴承反力和曲轴轴颈中心径向振动响应。以此基础上,建立曲轴-滚动轴承系统动力学优化设计数学模型,该模型以2个主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应振幅为目标函数,以压缩机气缸中心线夹角为设计变量。最后利用参数化建模技术建立ADAMS优化模型并进行设计研究,得到了设计变量与目标函数之间的关系和最优解。所得到的结论对压缩机动力学设计有指导意义。     

基于三维反问题设计理论之不同载荷的离心压缩机性能研究

使用基于三维反问题设计理论的TURBOdesign Suite软件设计出两款相同工况、不同叶片载荷的离心压缩机叶片。并通过ANSYS CFX软件对两款设计的叶片进行流场仿真，研究不同形式的叶片载荷加载对离心压缩机叶片工况点和非工况点的影响。通过流场分析，对比不同载荷下离心压缩机叶片的二次流损耗、前缘激波损耗以及三维流线。研究结果发现，当叶片载荷为“轮毂层及中间层后加载，轮盖层前加载”形式时，该设计拥有更好的二次流抑制效果及更高的设计点效率，同时性能曲线上高流量点的效率也有明显提升。     

汽车用压缩机耐久性试验装置的研制

汽车用压缩机的运行工况与通用型压缩机的运行工况有很大的差别,要对其耐久性进行考核,就必须模拟其实际的运行工况.阐述了汽车用压缩机耐久性试验装置的设计要点、调试中解决的问题以及研制过程的总结.     

静叶调节对多级轴流压缩机性能影响的分析

民用多级轴流压缩机产品实际工作中工况点变化较为显著,因而需要满足不同的性能参数的特点。本文采用CFD方法,以静叶可调的15级压缩机为研究对象,考虑压缩机在夏季、冬季以及年平均三种不同条件下的工作环境,通过大范围内各级静叶角度的调节,进行全工况特性的数值模拟,研究静叶角度的改变对整台压缩机性能的影响,校验压缩机与实际工况下工作性能需求的匹配性,并得出相应工况点合适的静叶角度,同时研究静叶角度变化对压缩机级间匹配的影响。     

往复压缩机变负荷工况阀片运动规律及气缸内状态仿真研究

为了更好地了解往复式压缩机在不同工况下阀片的运动规律以及气缸内压力、温度的变化情况,对压缩机气缸及阀片运动规律进行了模拟仿真研究。采用有限元分析手段建立了往复压缩机的三维流场模型,在变负荷工况下,运用Fluent软件模拟分析了压缩机气阀与气缸工作状态;在正常工况下,模拟了压缩机气阀的运动情况和气缸内的压力变化情况,并利用往复压缩机实验台进行了实验验证;在气量调节工况和不同的阀片顶开位移的工况下,针对压缩机进行了模拟,得到了不同工况下阀片运动规律、气缸内示功图及气缸内温度变化规律。研究结果表明:针对机组复杂运行状态可用计算机仿真研究进行深入模拟,获得贴近实际运行状态的数据,对分析压缩机运行状态,改进优化气量调节系统具有重要作用。     

具有固定滑板的同步回转式压缩机结构参数优化研究

具有固定滑板的同步回转式压缩机的结构参数设计,有别与最初的同步回转式压缩机。为指导具有固定滑板的同步回转式压缩机的结构设计,本文分析了2个基本几何结构参数即相对偏心距和长径比,对具有固定滑板的同步回转式压缩机的机械效率影响;以相对偏心距和长径比作为设计变量,机械效率的倒数作为目标函数建立了压缩机结构参数优化设计数学模型,并利用复合形算法对所建立的优化设计模型进行求解,最终获得了给定工况下的压缩机最优结构参数,为该类压缩机的参数优化设计提供了有效的计算方法和参考。     

V型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析与优化设计

以某V型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件,研究了额定工况作用下曲轴-滚动轴承系统的动力学行为和动力学优化设计问题.首先应用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,再以整个曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立弹性曲轴-滚动轴承系统动力学仿真模型并求解,得到了额定工况下主轴承反力、曲轴轴颈中心径向振动响应.以此为基础,建立曲轴-滚动轴承系统动力学优化设计数学模型,该模型以两个主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应振幅的加权平均值为目标函数,以压缩机气缸中心线夹角为设计变量.最后利用参数化建模技术建立ADAMS优化模型并进行设计研究,得到了设计变量与目标函数之间的关系和最优解.所得到的结论对压缩机动态设计有指导意义.     

偏心摆式飞剪机剪切过程及机械参数的优化设计

本文依据对飞剪机的剪切过程中机构位置角、水平速度、轨迹的要求，确定优化设计变量，建立目标函数和约来函数，完成了基于Powell内点惩罚函数法的剪切机构优化设计模型，通过该模型对实际偏心摆式飞剪机剪切机构进行优化设计，使飞剪机的机械参数满足了剪切过程要求，同时提高了飞剪机剪切性能和轧件的剪切质量。     

基于BP神经网络的连续状态并串联系统冗余度优化设计

提出一种以费用为约束条件的连续状态并串联系统冗余度优化设计模型.用传统的优化算法很难求得该模型目标函数的显性表达式,文中提出用BP(back propagation)神经网络对目标函数进行逼近,得到的近似目标函数是标准sigmoid函数的线性组合.仿真结果表明,该方法可以精确地求得系统的最优冗余度.     

基于离差系数转化法的齿轮传动稳健优化设计

通过分析实现稳健优化设计目的的途径,运用离差系数转化法控制可控因素和不可控因素的变差对目标函数及约束函数的影响,建立稳健优化设计的数学模型。基于VisualC 平台,编制齿轮传动稳健设计的通用性程序。通过实例计算,将稳健优化结果与一般优化设计的结果进行比较、分析和评价,得出最佳齿轮参数组合,提高了齿轮抵抗外界噪声因素干扰的能力,使其质量更稳定、可靠。     

Pareto多目标遗传算法及其在机械健壮设计中的应用

在机械或结构的优化设计中 ,普遍存在约束的作用 ,且最优解往往位于可行域的边界上。由于外界环境的变化或人为因素造成设计变量扰动 ,可能使设计成为不可行。本文提出了一种的基于设计变量敏感性的健壮性设计方法 ,并提出了一种用 Pareto遗传算法来实施的带约束的多目标优化方法以求解健壮性问题。 Pareto遗传算法可得到 Pareto最优解集 ,从中可选出满足设计需要的解。本文提出的算法包括 5个基本算子 :选择、变异、交叉、小生境技术、Pareto集合过滤器。文中用算例说明该方法的应用     

MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用

基于优化设计理论,建立了以人字架机构的质量最小为目标函数的优化数学模型。应用MATLAB优化工具箱,对人字架机构优化实例进行求解。通过对优化结果的研究和分析,表明优化编程简单,设计效率高。说明了应用MATLAB优化工具箱中的fmincon函数求解约束非线性优化问题的思路和方法,并给出了人字架机构的目标函数图形、约束函数图形以及MATLAB求优的具体步骤。     

Non-probabilistic Robust Optimal Design Method

For the purpose of dealing with uncertainty factors in engineering optimization problems, this paper presents a new non-probabilistic robust optimal design method based on maximum variation estimation. The method analyzes the effect of uncertain factors to objective and constraints functions, and then the maximal variations to a solution are calculated. In order to guarantee robust feasibility the maximal variations of constraints are added to original constraints as penalty term; the maximal variation of objective function is taken as a robust index to a solution; linear physical programming is used to adjust the values of quality characteristic and quality variation, and then a bi-level mathematical robust optimal model is coustructed. The method does not require presumed probability distribution of uncertain factors or continuous and differentiable of objective and constraints functions. To demonstrate the proposed method, the design of the two-bar structure acted by concentrated load is presented. In the example the robustness of the normal stress, feasibility of the total volume and the buckling stress are studied. The robust optimal design results show that in the condition of maintaining feasibility robustness, the proposed approach can obtain a robust solution which the designer is satisfied with the value of objective function and its variation.     

系统性能稳健偏差与多点稳健设计优化

提出性能稳健偏差估计和自动多点寻优的稳健设计优化方法。该方法不要求系统参数的分布函数已知,且可适用于系统性能函数不能或不便求导和大偏差参数情况。应用设计敏感区理论和最坏情况分析原理,基于系统性能偏差和相应设计敏感区之间的关系,提出系统性能稳健偏差概念和多点稳健设计优化策略。稳健设计优化包括三个循环：内循环中,性能函数作为优化目标,性能目标的稳健性指数作为约束条件的判据,搜索优化设计方案;中循环中,由稳健性指数迭代,搜索求解系统性能目标的稳健偏差;外循环中,自动调整约束条件中设计稳健性判据的稳健性指数的门槛值,搜索可能存在的多个优化设计方案。理论分析和计算实例说明了该方法具有以下优点：能根据设计问题自动搜索可能存在的多个优化设计方案,可避免因要求选择合适的稳健性指数门槛值而给设计者带来的困难;不但能给出优化设计及优化目标值,而且能给出优化目标值的稳健偏差,为设计者在目标值及其稳健性之间决策提供重要依据。     

一种新的优化设计方法--梯度极值法

机械结构分布参数优化设计是机械优化设计中的一类典型问题 ,优化设计的目的是寻找一个优化曲线 ,使得目标函数取得极值。从机械结构分布参数优化设计问题入手 ,通过分析、变换 ,引入极大值原理 ,结合共轭梯度法进行求解 ,从而得到了求解这类问题的一种新方法———梯度极值法。     

利用系统可靠度约束下的优化设计求解公差分配问题

一个较好的公差分配方案可以有效地提高产品的性价比.然而目前所采用的公差分配方法或者并不能真正反映出产品的性能状况,或者计算的效率较低.文中研究系统可靠度约束下优化设计的序列近似规划求解方法及其在机械公差分配问题中的应用.分析文献中经常出现的算例,最终结果用Monte Carlo模拟证实,基于系统可靠度的优化方法比文献常用的简化方法在公差的分配方面更经济合理,不同算法的比较结果表明计算方法的有效性.结果分析为机械公差分配方法的工程应用提供建议.     

基于模态控制的结构/控制一体化优化设计

先分析了结构主动控制的模态控制。从结构与控制器一体化优化设计的角度出发 ,提出了以结构的质量和控制能量最小化为优化目标、以基频和结构的动响应为约束的联合优化设计模型。并对该优化设计模型进行了一定的简化处理 ,采用改进的拓扑组方法进行结构的集成拓扑优化设计。数值算例的结果表明 ,结构 /控制一体化优化设计是可行且有效的。