摆套密封的力学分析及其优化设计

对摆套密封这一新型密封技术进行了系统的力学分析,研究其弯曲与扭转的应力特征,建立了合理的强度条件,确定了摆套优化设计的数学模型及程序框图,为该结构的设计提出了提供了一套有效的理论分析方法和确定结构参数的计算方法.     

螺旋槽动压密封液膜汽化相变性能优化分析

针对螺旋槽动压密封液膜发生汽化相变后,严重影响密封运行的可靠性和稳定性的问题,基于密封端面液膜汽化相变,建立了其数值计算模型。采用了以泄漏量和开启力两个密封性能参数为优化目标,螺旋角、槽数、槽深、槽坝比和槽堰比5个密封端面结构参数为变量的五因素、五水平的正交优化试验方案;研究了密封端面液膜汽化相变下,不同密封端面结构参数对密封性能的影响规律。研究结果表明:密封结构参数对泄漏量和开启力的影响灵敏度不同,设计的正交试验方案可以有效地对密封性能进行优化,可为此类工况下的密封装置的结构优化设计和实际操作提供参考。     

螺旋槽上游泵送机械密封端面参数结构优化

介绍了一种性能优异的非接触式机械密封－－螺旋槽上游泵送机械密封。讨论了操作参数，端面结构参数对密封性能的影响规律。利用优化理论对螺旋槽上游泵送机械密封端面参数进行优化设计。     

磁流体液体动密封结构中漏磁控制参数的优化设计

本文根据外加磁场对磁流体和被密封液体界面稳定性的影响，对磁流体流体密封结构中的轴向漏磁参数进行了优化设计。结果表明，在密封旋转轴上添加合适厚度的高导磁套和合适宽度的非导磁势圈，可以有效地将密封界面处的漏磁控制在界面稳定性阈值以下，从而保证磁流体液体密封中磁流体和被密封液体的界面稳定性。     

基于灵敏度分析的某密封结构优化设计

在某试验装置密封结构的设计中引入灵敏度分析理论,通过对密封元件的相关结构参数相对于密封时间以及最大Mises应力的灵敏度分析,确定各设计参数对密封时间和应力变化的影响程度。并根据灵敏度分析结果,确定最适合的优化方案,从而得到密封结构各元件的最优结构尺寸。该设计思路可以为优化参数的设置提供参考。     

斯特林发动机活塞环密封摩擦副法向力研究

针对一种斯特林发动机组合式活塞环动密封结构,根据系统运行及气体密封泄漏机理,考虑密封结构的各个设计参数及密封材料的物理特性,结合密封摩擦副的工况条件,再基于一定的假设及近似等值取代,构建了一套活塞环密封摩擦副正压力的计算公式。     

制冷剂反应釜用机械密封改造

分析了制冷剂反应釜用机械密封失效原因,结合具体工况及经济成本,开发出一套深槽干式气体密封,并应用FLUENT、ANSYS等软件对其端面槽型等参数进行了优化,在应用中取得了较为满意的结果,为类似工况机械密封改造提供了一个可行的方案.     

基于多工况要求的低迟滞指尖密封结构优化

针对目前指尖密封优化设计中存在的工况局限性问题,根据指尖密封的实际工作要求确定了相应的工况条件;以低迟滞率为优化目标,分别对不同工况条件下的指尖密封进行了结构参数优化分析;通过综合分析其优化计算结果发现,可将转子的跳动量进行分组,并找到适宜于该组范围内的指尖密封优化新结构。经实例验证表明,这种新结构参数的指尖密封与各单一工况下的指尖密封优化结果十分接近,从而满足了指尖密封多工况条件下的低迟滞结构优化要求。     

卡套式管接头密封失效分析及仿真优化研究

介绍了卡套式管接头的密封原理，分析了引起卡套式管接头密封失效的原因，并利用有限元软件对卡套刃口结构进行了优化改进，结果表明改进刃口结构尺寸可促使卡套与硬管的密封结合面紧密接触。经试验验证，改进效果明显，为实际应用中卡套式管接头的优化设计提供了依据。     

低迟滞渐开线型指尖密封的结构参数优化

以渐开线型指尖密封为例 ,建立了以低迟滞率为目标的优化模型 ;并基于ANSYS软件平台 ,进行了指尖密封结构参数优化分析 ,获得了某工况条件下具有低迟滞率的指尖密封结构参数。所提出的分析方法和结果为指尖密封装置的进一步优化设计奠定了基础     

利用协同优化方法实现复杂机械系统的设计优化

利用协同优化方法实现了四辊轧机机座的结构参数设计优化。根据多学科设计优化对复杂系统进行设计优化的思想,提出将复杂机械系统分解为若干个简单的子系统进行设计优化。协同优化是近年来发展较快的一种多学科设计优化算法,描述了应用于复杂工程系统优化设计的协同优化方法。在协同优化的系统级优化中,引入松弛变量,将一致性等式约束转化为不等式约束,松弛变量的取值影响系统级优化的收敛速度。通过对四辊轧机机座的结构参数设计优化,给出了利用协同优化方法进行复杂机械系统设计优化的一般思路,为解决更为复杂的机械系统的设计优化问题打下了基础。算例证明了协同优化算法解决复杂机械系统设计优化问题的有效性。     

基于模糊可靠度约束的单级圆柱齿轮减速器的多学科协同优化设计

多学科协同优化设计主要用来解决复杂系统的优化设计问题。近些年来研究者已将多学科协同优化设计方法应用于单级圆柱齿轮减速器的设计中,但与以往的常规优化方法一样,在减速器的多学科协同优化设计中,未考虑设计中一些基本参数的模糊性和离散性,因此,在充分考虑了单级圆柱齿轮减速器各设计参数的模糊性和随机性的基础上,结合新近发展起来的多学科优化设计方法,探讨了基于模糊可靠度约束的单级圆柱齿轮减速器的多学科协同的优化设计方法,给出了实例,并验证得到满意结果。     

整体法兰的可靠性稳健优化设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度分析技术与稳健设计方法相结合，讨论整体法兰的可靠性稳健优化设计问题，提出可靠性稳健优化设计的计算方法。把可靠性灵敏度溶入可靠性优化设计模型之中，将可靠性稳健优化设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题。数值算例表明所提出的数值计算方法是一种非常方便和实用的可靠性稳健优化设计方法。     

基于Hopfield神经网络的单级直齿圆柱齿轮减速器优化设计

提出了应用Hopfield神经网络优化原理对圆柱齿轮结构尺寸进行优化设计的方法.算例结果表明,此优化方法效果显著,较其他优化方法提高了优化程度和稳定性,是解决有约束、非线性优化问题的有效方法.     

高压储气罐结构拓扑优化设计

拓扑优化是一种能在给定的空间进行结构优化的设计方法,以有限元结构分析与优化算法相结合为手段,对CNG高压储气罐的结构进行了拓扑优化设计,建立了CNG高压储气罐优化设计的有限元模型,确定了设计变量的数目,分析了各设计变量对优化结果的影响,给出了主要设计变量对优化结果的影响规律,根据拓扑优化的计算结果,考虑到制造与加工、生产的需要,确定了储气罐的最优设计参数选择,并分析了各优化结果的应用。计算结果表明该优化设计方法有效,计算结果为高压气罐的进一步设计提供了理论依据。     

Optimization Algorithms for Fully Automatic Optimizing Cross-cut Saw

The optimization of boards by grades plays an important role in the production for cross cutting boards, and the outturn rate and utilization of boards are directly affected by the optimization results of boards by grades. At present, the OptiCut series fully automatic optimizing cross-cut saw(FAOCCS) from Germany Weinig Group occupies the main markets in the world, but no report about the relative theories on the optimization technology and its algorithms is available. There exist some disadvantages in woodworking machinery and equipment used for cross cutting boards in China, for example, low sawing precision, outturn rate of boards and productivity, and difficulty in making statistics on the sawing results. Three optimization modes are presented for the optimization algorithms for FAOCCS, namely, optimization of fixed length, optimization of finger-jointed lumber and mixed optimization. Mathematical models are then established for these three optimization modes, and the corresponding software for realizing the optimization is prepared. Finally, Synthetic evaluation on the established mathematical models is presented through three practical examples. The results of synthetic evaluation indicate that FAOCCS using the optimization modes may raise the outturn rate of boards approximately 8% and the productivity obviously, and allows accurate statistics on the cross cut products of boards. The mathematical models of above three optimization modes are useful for increasing the outturn rate and utilization ratio of boards.     

基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法

提出一种基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法。针对四面体网格光顺的最小最大约束优化问题,应用一类不可微优化问题的有效解法,提出与不可微目标函数等价的可微目标函数,进一步转化为无约束极小优化问题,进而调用现有的优化程序库进行网格优化。该算法实现了多点并发优化技术,能够有效地实现四面体网格的质量优化,特别是能够有效地解决非孤立劣质单元优化问题。算例表明,该算法计算效率高,且易于实现,能够优化得到较高质量的四面体网格。     

不确定性优化方法及应用

对不确定性优化方法进行研究并应用。建立悬臂梁结构优化模型和火箭发动机喷管型面优化模型,分别进行确定性优化与不确定性优化。优化过程中对悬臂梁结构采用蒙特卡洛仿真方法,对火箭发动机喷管型面进行了响应面近似。优化结果显示：不确定性优化确实得到了更加可行的设计结果。     

基于iSIGHT平台的轴流泵叶片水力性能优化研究

将数值优化技术与CFD流场计算相结合,由数学过程代替设计人员的经验,控制叶片设计修改方向,构建轴流泵叶片自动优化设计平台。以多学科优化软件iSIGHT为基础,以现有优秀的轴流泵叶片模型为研究对象,建立了参数化建模、网格划分、流场计算和数值优化相结合的轴流泵叶片自动优化设计平台。以叶轮效率最高为目标函数,以扬程和汽蚀余量为约束条件,用该平台对设计工况下的初始叶片进行自动优化设计。对比分析优化前后叶片的水力性能,优化后叶片的水力性能有所提高,表明本文采用的自动优化设计方法是有效和可行的。     

结构系统的优化理论与设计方法探究

对结构多目标优化的方法进行了综述，并对多目标优化方法的最新进展，特别是关于拓扑优化、模糊优化与渐进结构优化做了阐述。最后，对多目标优化方法在飞机结构设计中的最新应用研究做了简要的介绍。