物理规划法及其在补偿滑轮组变幅机构稳健优化中的应用

稳健设计是提高产品质量的有效方法。物理规划法是一种高效的多目标优化设计方法,与设计人员的工程经验紧密相联。介绍了物理规划法的基本原理,将该方法引入到稳健优化设计中,建立了稳健优化设计的物理规划法模型,通过求解补偿滑轮组变幅机构的稳健优化问题,验证了该方法的有效性。     

补偿滑轮组变幅机构的可靠性稳健优化设计

在变幅机构水平位移补偿系统设计中考虑载荷、结构尺寸等不确定因素的影响,将可靠性优化理论、可靠性灵敏度分析与稳健设计方法相结合,讨论补偿滑轮组变幅机构可靠性稳健优化设计问题。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转化为满足可靠性要求的多目标优化问题,利用相容决策支持问题法进行求解。     

基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法及应用

针对具有不确定性的可靠性优化设计问题,基于非概率可靠性理论,结合稳健设计方法,提出了基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法。该方法只需知道不确定参数的边界,无需知道其概率分布形式。构造了2层优化数学模型,顶层优化问题是原有稳健优化的数学模型,只是添加了一个非概率可靠性指标约束,底层优化问题仅仅是用来确定可靠性指标的值。旨在使机械零部件在满足可靠性要求的前提下,其目标函数和稳健性达到协调最优。最后讨论了楔块式单向超越离合器的稳健可靠性优化设计问题。     

基于NSGA-Ⅱ算法任意分布参数刨链啮合运动精度可靠性稳健设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术和稳健设计方法相结合,讨论了具有任意分布参数的刨煤机刨链与链轮运动精度可靠性稳健设计问题,提出了可靠性稳健设计的数值计算方法,在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,采用NSGA-Ⅱ算法编制计算机程序实现刨链啮合运动精度可靠性稳健优化设计,基于所建立的刨链啮合运动模型,给出运动机构的稳健优化设计实例,验证该方法能够准确得到刨链啮合运动机构的设计信息。     

基于灵敏度分析的无极绳连续牵引车传动系统的可靠性优化设计

建立了基于灵敏度分析的连续牵引车封闭行星齿轮传动的稳健可靠性优化设计模型,包括设计变量、目标函数和约束条件的建立。运用遗传算法,通过Matlab求得封闭行星齿轮的稳健可靠解,并对结果进行了分析。     

MATLAB在机械优化设计中的应用

介绍了MATLAB优化工具箱中各种优化模型及其在机械优化设计中的应用,并给出了优化实例和结果。采用MATLAB优化工具箱来求解机械优化设计中的问题,不仅提高了设计效率,而且编程简单、结果可靠。     

基于遗传算法的齿轮减速器优化设计

对两级齿轮减速器优化设计进行了分析,建立了其优化设计的数学模型,确定了优化设计的约束条件,采用遗传算法对两级齿轮减速器进行优化设计,并通过实例说明,采用遗传算法对减速器进行优化,可以得到更加优化的设计结果。     

冲击凿岩机多学科不确定分析与稳健设计

介绍了多学科设计优化、不确定性分析与稳健设计的基本概念与方法。针对冲击凿岩机的特点,探讨了在多学科设计优化框架内进行不确定性分析与稳健设计的有关问题,并就冲击凿岩机的设计要点进行了详细地讨论。     

采煤机摇臂传动系统可靠性稳健优化设计

采煤机摇臂传动系统为采煤机的关键动力传递部件。以MG300/700-WD型采煤机摇臂传动系统为研究对象,根据实际工况建立了系统的有限元模型,利用Matlab软件对传动系统进行了非线性动力学特性分析,得到了系统危险部位的应力谱。在此基础上对摇臂传动系统进行了疲劳分析,建立了摇臂传动系统疲劳寿命可靠性模型。依据可靠性理论,采用四阶矩法对摇臂传动系统进行可靠性及可靠性灵敏度分析,分析了系统结构参数对系统可靠性的影响程度。对于摇臂传动系统疲劳寿命敏感的结构参数,进行了可靠性稳健优化设计,与单目标优化方法进行对比,并针对优化结果使用蒙特卡洛模拟的方法对可靠性进行了验证。结果表明,对采煤机摇臂传动系统进行可靠性稳健优化设计是一种实用、有效的方法。     

煤矿装载机铸造摇臂的降重优化设计

根据降重设计的需要,详细确定了铸造摇臂降重优化设计模型的设计变量、约束函数、目标函数,建立了铸造摇臂降重优化设计的数学模型。然后,基于ANSYS软件的优化设计模块"Design Opt",建立了铸造摇臂的有限元优化计算模型,经过优化迭代,得到优化设计的结果,实现降重目标。经过优化设计后的铸造摇臂应用效果良好,证明了设计计算方法的正确与合理。     

机械产品参数化优化设计方法研究与应用

为了完善参数化优化设计理论,通过将参数化思想应用于机械产品设计计算过程中,提出了一种新的参数化优化设计方法,对其设计流程和关键技术进行了详细介绍,并以桥式起重机端梁为例,开发了实例验证系统,验证了该方法的有效性和实用性。该方法实现了产品设计参数的自动生成与优化和优化设计计算书的自动生成,提高了产品的设计效率和设计质量,降低了产品的设计成本和生产成本。     

基于iSIGHT的桁架结构优化设计

针对目前履带起重机臂架设计冗余度过剩等问题,以某型履带起重机3 m中间节臂为研究对象,以臂架轻量化为优化目标,建立扭转工况下参数化有限元优化设计模型。在iSIGHT软件中搭建优化流程,进行DOE分析与优化设计研究,仿真结果表明,DOE分析结果与试验结果一致;在保证强度和稳定性的情况下,重量减轻10%。     

复杂煤层采煤机螺旋滚筒渐变可靠性设计

为实现采煤机螺旋滚筒在复杂煤层赋存条件下综合性能最优,以"MG400/951-WD"型号采煤机为研究对象,基于破煤理论,利用Matlab得到了含坚硬夹矸及(或)硫化铁结核的复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒截齿载荷,结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以螺旋滚筒为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,仿真发现了采煤机薄弱环节;结合EDEM离散元技术得到采煤机装煤性能。基于可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论和性能退化理论,分析了螺旋滚筒设计变量对渐变可靠性灵敏度的影响,构建了螺旋滚筒多目标优化设计评价函数,利用改进粒子群算法,得到设计变量最优解。结果表明,优化后的螺旋滚筒最大应力下降,装煤率提高,螺旋滚筒综合性能得到提升,可靠性得到提高。将刚柔耦合虚拟样机技术与可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论、性能退化理论和改进粒子群算法相结合,为采掘机械设备的可靠性分析与设计提供理论方法和数据支撑,具有普适性。     

基于Matlab的颚式破碎机运动分析与优化设计

破碎机机构尺寸参数的设计是决定产品性能的关键。选择PE600X900颚式破碎机为研究对象,以动颚的给料和出料口的行程特性值为目标函数,利用POWELL算法对破碎机机构尺寸进行优化。结果表明,破碎机的排料口处的行程特性值由3.31减至2.46,传动角和啮角略有减小,极大地改善了破碎机的工作性能。     

长距离大型带式输送机动态多目标模糊优化设计

通过对输送机进行静动态分析和性能分析,建立了模糊约束函数。从而建立了输送机系统多目标模糊优化的数学模型,探讨了设计参数的取值范围,讨论了优化求解方法。利用此模糊优化可实现设计参数的最优化配置,并可获得一系列优化方案,作为决策、设计和制造的参考。     

矿用风动水泵的虚拟优化设计

把Pro/E软件引入到矿用风动水泵的设计过程中,对矿用风动水泵的各个零部件进行三维造型设计、灵敏性分析、优化分析、装配,并进行干涉检查,最后实现整机的三维运动仿真,使产品的设计开发通过三维设计软件得到较好的展现,为产品的第3次设计提供理论依据。