基于惩罚项的热连轧轧制规程多目标函数优化

为了解决传统热连轧负荷分配优化普遍采用约束方法进行求解时求解步骤繁琐、不容易获得最优解的问题,提出了一种惩罚函数算法.通过引入函数惩罚项,将多目标函数约束求解问题转化为无约束求解问题.建立了带有惩罚项的轧制力、板形、功率和温度的单目标函数,进而采用线性加权求和法建立了综合多目标函数.利用Nelder和Mead单纯形解法则进行求解,简化了求解的步骤,最终得到了兼顾轧制力平衡、板形最优及温度合理的负荷分配方案.实际应用效果表明,与传统负荷分配方式相比,基于多目标优化得到的轧制规程更符合实际生产要求,具有良好的应用前景.     

自适应惯性权重的改进粒子群算法

针对标准PSO算法求解高维非线性问题时存在的大量无效迭代(经过一轮迭代后全局最优位置保持不变),提出了一种自适应惯性权重的改进粒子群算法。基于单次迭代中单粒子运动状态的分析,提出并证明了论点:上一轮迭代适应度值变差的粒子,当前迭代中其惯性分量将引导粒子往适应度值变差的方向运动,导致粒子群体无效迭代次数增加。设计了标准PSO算法改进方案,将上一轮迭代中适应度值变差的全体粒子的惯性权重置为零,消除当前迭代中不利惯性分量对算法收敛的不良影响。采用6个标准测试函数,将该算法与标准PSO算法、固定惯性权重PSO算法和具有领袖的PSO算法进行性能对比分析。试验表明,该改进算法无效迭代次数更少,在收敛率、收敛速度和收敛稳定性上均具有明显的优势。     

太阳能小屋光伏电池的优化铺设

为达到小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小,建立多目标规划模型,采用平面二分搜索启发式算法,根据最小浪费优先策略对光伏电池进行铺设,得到墙面铺设光伏电池的种类和数量,算出电池板的最佳倾角.     

换轮减速箱齿轮副的优化和校核

针对水陆两用拖拉机换轮减速箱体积过大、运转不灵活等问题,利用MATLAB优化工具箱,以体积为优化目标,对齿轮的齿数、模数以及齿宽系数进行优化。为节省计算成本,在齿轮参数化有限元模型仿真计算的基础上,建立齿面接触应力的参数化接触模型,MATLAB工具箱 Optimization Toolbox 实现了多约束的优化问题。以优化结果对齿轮进行重新设计后,体积大为缩小。经有限元仿真验证,齿轮齿面接触应力在许用范围内。     

近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。     

滚动直线导轨副综合试验台加载系统优化设计

针对滚动直线导轨副综合试验台加载的需求,通过对比分析选择出最佳加载方式,然后对液压加载系统进行设计,并对加载系统中的关键部件龙门架进行有限元分析和优化设计,设计出一套适合于滚动直线导轨副综合性能测试试验台的加载系统。     

Novel constrained multi-objective biogeography-based optimization algorithm for robot path planning

A constrained multi-objective biogeography-based optimization algorithm （CMBOA） was proposed to solve robot path planning （RPP）. For RPP, the length and smoothness of path were taken as the optimization objectives, and the distance from the obstacles was constraint. In CMBOA, a new migration operator with disturbance factor was designed and applied to the feasible population to generate many more non-dominated feasible individuals; meanwhile, some infeasible individuals nearby feasible region were recombined with the nearest feasible ones to approach the feasibility. Compared with classical multi-objective evolutionary algorithms, the current study indicates that CM- BOA has better performance for RPP.     

W型辐射管的燃烧优化以及流固耦合分析方法研究

采用Fluent软件模拟W型辐射管内部流体的燃烧状况,在不同空气过剩系数、不同燃气流量以及不同空气预热温度工况下,对辐射管内燃烧流场进行了数值模拟,得出合理可行的空气过剩系数、燃气流量和空气预热温度.在此基础上通过流固耦合分析求出辐射管的结构变形及应力分布.比较全面地对辐射管进行了分析,对类似问题具有一定的参考价值.     

索塔式风力发电机塔架优化设计

提出一种索塔式新型风力发电塔架,确定了纤绳锚固点高度、初张力及纤绳与地面夹角等参数;以实际工程为背景,根据ANSYS一阶优化方法,编制了索塔式风电塔架和单管塔的APDL优化程序,对两种塔架分别进行截面优化和结构优化.对比结果表明,索塔式塔架具有比单管塔基础工程量小﹑运输方便、施工难度小等优点.就索塔式塔架而言,增大纤绳初张力可有效减小塔底弯矩,在一定范围内增大纤绳初张力可有效提高塔架稳定性.     

求解梁大变形问题的一种精细分析方法

在梁发生大变形后的平衡位置取一微段进行分析,从变形前后的几何关系与变形后的平衡方程出发建立计算模型,推导出求解梁大变形问题的一阶控制微分方程组,为处理梁大挠度变形问题提供了一种新的半数值半解析算法．为保证求解的精确与稳定,文中采用精细积分法与增量优化迭代的方法求解该一阶控制微分方程组．数值算例结果表明,本文的计算模型与求解方法精度高,稳定性好．