螺旋弹簧可靠性多目标优化设计

考考虑可靠性等约束条件,以螺旋弹簧重量最轻、刚度误差最小为优化为设计目标,建立多目标优化设计数学模型,用理想点法对模型进行求解,得到满足所有约束条件的最优解,该方法有效而实用,对求解同类零件优化设计问题具有普遍意义。     

变速器参数多目标可靠性优化设计

文中以体积最小化和功率使用率最大化建立了变速器多目标优化设计数学模型,并在可靠性的基础上,给出了约束条件;最后对所建模型进行了实例测试,测试结果表明所建模型正确有效,对齿轮传动的设计具有参考价值.     

汽车机械式变速器多目标可靠性优化设计

本文选择以我国汽车的实践应用情况为根据,切实根据汽车有关动力性标准,在保障零件刚度可靠性以及强度的前提之下,根据变速器齿轮系体积最小,以及传动齿轮重合度最大为基础,构建起变速器多目标可优化设计数学模型,经过最终研究结果可以发现,本次教学模型的应用正确,同时选择多目标可靠性设计方式,能够最大程度上降低汽车变速器设计周期,同时充分降低其体积,并进一步完善传动平稳性能。     

基于多目标非耦合优化策略的可靠性稳健优化设计

以实现多目标问题的可靠性稳健优化设计为目标,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;基于独立公理,使用正交试验和方差分析技术确定设计变量对各个设计目标的影响程度,将设计参数按无耦合或准耦合设计形式分组,把多目标优化问题单目标化,避免多个设计目标之间的反复权衡;结合增广乘子法,应用MATLAB的优化和符号工具箱来实现钳形盘式制动器的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的稳健设计方法具有较高的精度和可靠度。     

齿轮箱流体动压滑动轴承的多目标优化

建立了流体动压径向滑动轴承优化设计的数学模型,借助Matlab优化工具箱,对齿轮箱径向滑动轴承进行了优化设计,结果表明该方法能够获得比常规设计更佳的设计参数。     

动车组电机吊架多目标可靠性优化设计

为提高高速动车组电机吊架的承载能力,考虑几何参数的随机性,将响应面法和多目标遗传算法相结合对其进行可靠性优化设计.首先,对电机吊架进行静强度和位移灵敏度分析,找出设计变量;其次,对设计变量进行中心组合试验设计,根据试验设计点来拟合静强度和位移的多项式响应面模型;然后,将几何参数的随机性转化为可靠度,运用最小二乘法拟合可靠度函数方程作为约束条件;最后,运用多目标遗传算法对电机吊架进行可靠性优化设计.研究结果表明:响应面法与结构可靠性优化方法相结合,可以简化求解过程,提高优化结果的可靠度.     

风力机叶片铺层参数多目标优化设计

叶片铺层设计为一个多参数、多目标的复杂耦合作用过程,其性能主要取决于铺层参数。通过推导正轴刚度不变量和弯扭刚度矩阵间的关系,构建层合板刚度等效模型与铺层顺序表征参数之间的数学关系,实现铺层顺序的量化;应用均匀试验设计、有限元分析和和多元非线性回归法,构建铺层参数和叶片性能间的耦合数学模型,分析单参数和两两参数对叶片刚强度的影响;为实现叶片刚强度的多目标优化,应用层次分析法计算各目标函数权重,建立叶片多目标优化数学模型;基于模拟退火算法进行求解,得到叶片综合性能最优的铺层参数组合为铺层角度45°、±x°铺层厚度比例为58%、铺层顺序为[±x°/0°/90°/±x°]TN。结果表明优化后叶片的最大位移和Tsai-wu失效因子分别降低了2.79%和5.87%,性能得以提高,验证所提出多目标优化方法的有效性和可行性。     

机械零件可靠性多目标优化设计的满意解

通过定义可靠度满意度函数和费用度函数,并用取小算子和加权指数将其综合为一个总满意度函数,而从将机械零部件可靠性优化设计的多目标模型转化为使总满意度最大的单目标模型,再由单目标模型求解出多目标模型的满意解。     

基于MATLAB的斜齿轮传动多目标可靠性优化设计

介绍了齿轮传动的多目标设计方法,以斜齿轮体积和传动平稳可靠性为目标函数,在保证齿轮强度可靠性的前提下,建立了斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型.并且结合实例利用科学计算软件MATLAB的优化工具箱求解优化问题.目前,对于斜齿轮优化设计的研究主要集中在减小体积方面,一般不考虑传动平稳性.对减小体积和提高传动平稳可靠性两个目标进行了联合优化,这对于齿轮传动设计具有理论指导意义.     

大型行星齿轮系统可靠性设计的多目标优化

大型行星齿轮传动系统工况复杂,安全性能要求高,常规的设计方法因过于注重安全性,设计的结果偏于保守,技术经济指标不佳.以行星齿轮传动系统为对象,提出了大型机构可靠性设计的多目标优化模型,即以齿轮的关键参数——齿数、齿宽、模数为设计变量,充分考虑工程设计的约束性、多解性等特征,建立数学模型,进行可靠性分析计算,并在MATLAB优化工具箱里采用积极集策略进行多目标优化.将得到的结果与传统设计方案结果相比较,为大型行星齿轮系统的优化设计提供新思路.     

Design optimization of a wind turbine gear transmission based on fatigue reliability sensitivity

Fatigue failure of gear transmission is one of the key factors that restrict the performance and service life of wind turbines. One of the major concerns in gear transmission under random loading conditions is the disregard of dynamic fatigue reliability in conventional design methods. Various issues, such as overweight structure or insufficient fatigue reliability, require continuous improvements in the reliability-based design optimization (RBDO) methodology. In this work, a novel gear transmission optimization model based on dynamic fatigue reliability sensitivity is developed to predict the optimal structural parameters of a wind turbine gear transmission. In the model, the dynamic fatigue reliability of the gear transmission is evaluated based on stress–strength interference theory. Design variables are determined based on the reliability sensitivity and correlation coefficient of the initial design parameters. The optimal structural parameters with the minimum volume are identified using the genetic algorithm in consideration of the dynamic fatigue reliability constraints. Comparison of the initial and optimized structures shows that the volume decreases by 3.58% while ensuring fatigue reliability. This work provides new insights into the RBDO of transmission systems from the perspective of reliability sensitivity.     

兆瓦级变桨距风力机组齿轮箱的设计

齿轮箱故障是风力机常见的问题。通过B laded for windows软件,产生在不同风速下兆瓦级变桨距风力机组齿轮箱的各项参数,根据风场的风频,得到载荷谱,从而实现齿轮箱齿轮、轴的设计优化和轴承的最优选择,最终提高齿轮箱的整体寿命和结构的合理性。     

摩擦学优化设计在风力发电机增速器中的应用

以弹性流体动压润滑为基础,对风力发电机中的增速器进行了摩擦学优化设计,获得了较满意的结果,提高了增速器的寿命,并改善了润滑状态,对高效地利用风力资源具有重要的理论意义和工程实用价值。     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3 000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。     

Multi-objective genetic algorithms based structural optimization and experimental investigation of the planet carrier in wind turbine gearbox

To improve the dynamic performance and reduce the weight of the planet carrier in wind turbine gearbox, a multi-objective optimization method, which is driven by the maximum deformation, the maximum stress and the minimum mass of the studied part, is proposed by combining the response surface method and genetic algorithms in this paper. Firstly, the design points’ distribution for the design variables of the planet carrier is established with the central composite design (CCD) method. Then, based on the computing results of finite element analysis (FEA), the response surface analysis is conducted to find out the proper sets of design variable values. And a multi-objective genetic algorithm (MOGA) is applied to determine the direction of optimization. As well, this method is applied to design and optimize the planet carrier in a 1.5 MW wind turbine gearbox, the results of which are validated by an experimental modal test. Compared with the original design, the mass and the stress of the optimized planet carrier are respectively reduced by 9.3% and 40%. Consequently, the cost of planet carrier is greatly reduced and its stability is also improved.     

单级直齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计

建立了单级直齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计数学模型,并采用非线性混合离散复合形的优化方法,进行了可靠性优化设计计算,取得了满足可靠性要求的优化结果。     

大型风力机叶片的耦合优化方法

为了降低兆瓦级风力机叶片的制造成本,通过耦合叶素动量理论与复合材料欧拉伯努利梁强度设计理论,综合考虑风能效率和成本,以叶片的风能效率成本最小化为优化目标,提出了大型风力发电机叶片的多学科优化设计方法。并基于该方法,对某50 m风力机叶片进行了优化设计。研究结果表明,该方法能够找到风能效率与成本的平衡设计点,叶片风能效率成本比传统设计方法设计的叶片减少了8.84%。     

基于Solidworks的齿轮变速箱个性化设计系统

于soildworks的二次开发功能模块，开发了一个齿轮箱个性化设计系统。在这个系统中用户通：过选择零部件，可以自动生成三维装配图和二维工程图，最大限度地满足用户需求，为实现用户的产品个性化设计进行了尝试。实践证明本设计方法是一种高效易用的方法，具有理论和实际应用价值。     

封闭行星齿轮传动系统的稳健可靠性优化设计

利用稳健可靠性优化设计方法建立了封闭行星齿轮传动的数学模型,包括设计变量、目标函数和约束条件的建立。最后运用遗传算法求得封闭行星齿轮的稳健可靠解,并对其结果进行了分析。