基于遗传算法的带附加气室空气悬架多目标优化

以带附加气室的空气弹簧悬架为研究对象,按照物理模型建立带附加气室空气弹簧的数学模型,考虑到空气弹簧刚度的非线性,将该模型以空气弹簧非线性力的形式直接引入到1/4车辆模型。以提高车辆平顺性、行驶安全性及操纵稳定性的综合性能为目标,以附加气室容积为优化变量,设计带附加气室空气悬架的多目标优化模型;考虑到悬架性能各指标量在量纲与量级上的差异,对各指标量进行统一化处理,并采用线性加权和法将多目标函数转化为单目标评价函数。在MAT-LAB/Simulink中搭建系统仿真模型,采用遗传优化算法对典型工况下的最优附加气室容积进行寻优。优化结果表明,优化附加气室容积能有效提高悬架的综合性能,降低车身加速度、悬架动行程,但轮胎动载荷有所增加。     

用遗传算法求解排水管道造价公式参数

排水管道造价公式的型式有多种,各公式中分别含有多个地方参数,用传统方法难以直接优化求解.因此以公式均方差最小为目标函数,利用遗传算法优化计算造价公式中各参数.遗传算法的全局随机搜索技术和对目标函数的直接操作方法,避免了直接推导使用多阶导数和高阶方程的麻烦,提高了公式的精度.     

箱梁剪力滞翘曲位移函数理论推导

为研究箱梁合理的剪力滞翘曲位移函数,根据箱梁翼缘板纵向受力和变形特性,将翼缘板视为纵向平行的具有一定刚度的弹簧所连接的弹性体,建立翼缘板弹簧模型,基于能量变分原理建立了翼缘板平衡微分方程,推导出纵向位移函数为双曲函数与三角函数的线性组合。通过分析确定翘曲位移函数分别为双曲正弦函数、双曲余弦函数、正弦函数3种单一形式,并将3种函数形式代入剪力滞变分方程中,得到3种纵向位移函数的弯曲正应力方程。为验证理论推导的3种函数的合理性,将3种函数形式计算得到的翼缘板正应力与实测值、三次抛物线形式计算值、实体有限元计算值进行比较,并从函数形态分析了不同函数形式对翼缘板应力分布的影响。结果表明:文中方法推导出的函数形式中正弦函数计算值与实测值吻合度较高,与实体有限元计算值也基本吻合。另外,函数的二阶导数与翼缘板应力分布存在正相关性。     

基于CATIA的带式输送机托辊轴有限元分析

本文以三维一体化软件CATIA为工具,对带式输送机托辊轴进行设计分析:首先以带式输送机托辊轴为研究对象,对其进行受力分析和载荷计算;然后利用CATIA零件设计模块建立托辊轴三维实体模型;最后采用CATIA的有限元分析模块对托辊轴进行静态分析并得出其应力应变分布规律,为托辊的设计和优化提供一定的理论依据。     

弹簧托辊的可靠性灵敏度分析

对弹簧托辊的弹簧进行可靠性设计时,由于随机变量数量较多,可靠性分析的效率较低。针对这一问题,讨论了弹簧托辊应力-强度可靠性灵敏度计算问题。分析过程中,将各随机变量参数按其对可靠性灵敏度的影响程度排列,影响大的按照随机变量处理,影响小的则按照确定型变量处理。算例表明,弹簧托辊剪切强度和抗拉强度的变化对弹簧托辊总体强度的灵敏度较剪切应力和正应力对弹簧托辊总体强度影响的灵敏度大,控制强度向大的方向波动比控制应力向小的方向波动产生的效果明显。该研究为弹簧托辊的可靠性设计提供了快速准确的分析方法。     

基于MATLAB自卸车举升机构优化设计

对自卸车T式举升机构进行理论分析与数学建模,推导出举升机构的几何方程与静力学方程,建立了以举升机构初始时的机构各铰点坐标值为设计变量,以最大举升力最优为目标函数的数学模型,综合考虑机构的几何约束与运动约束,并以MATLAB仿真软件为工具,对所建立的数学模型进行最优化仿真研究.     

整体式柔性机构的结构拓扑优化设计

基于变密度法和优化准则法，推导并建立了柔性机构的结构拓扑优化设计的设计变量迭代格式．以机构的机械增益为优化的目标函数，利用连续体的结构拓扑优化技术建立了的柔性机构设计的数学模型．通过人工弹簧模型和虚拟载荷法描述柔性机构设计的目标函数，采用伴随敏度分析法进行了敏度分析．以柔性夹钳作为设计实例，证明了所研究方法的有效性，用快速成型技术验证了柔性机构概念设计阶段的合理性．     

充液航天器姿态稳定分析的Casimir方法

充液航天器中的液体燃料晃动将可能导致航天器姿态不稳定性现象的发生．本文采用哈密顿动力学方法研究了半充液航天器姿态运动的稳定性问题．首先将晃动液体等效为弹簧质量块力学模型,建立了液体晃动与航天器姿态多体耦合动力学系统的哈密顿方程,并进一步推导了与耦合动力学系统相关的Casimir函数;借助于Casimir函数并采用李亚普诺夫稳定性理论推导出耦合系统的稳定性和非稳定性条件,最后给出了数值仿真结果及相关结论．     

基于Matlab的空气弹簧悬架的鲁棒控制仿真

建立了空气弹簧悬架系统的二自由度动力学模型,用Matlab/Simulink计算出车身垂直振动加速度均方根值,构建了以加速度均方根值为目标函数的优化设计模型,对空气弹簧参数进行了动力学优化。仿真结果表明,车辆的行驶平顺性可明显改善。     

基于PV节点注入功率的降损方法

本文以降低网损为目标对PV节点注入功率的进行了优化。基于广义Tellegen定理推导了网络总损耗对各节点功率的灵敏度公式。构造了PV节点功率步长变化函数,通过循环迭代计算出了PV节点注入功率的最优值,使网损减小。引用算例进行仿真计算,并依据功率优化方法优化PV节点的注入功率,给出了优化前后各节点功率的比较结果,降低了网络损耗,验证了方法的正确性。     

弹簧托辊胶带机运量计算

本文在对预应力弹簧托辊进行挠性变形分析的基础上，通过大量计算，得出弹簧托辊各参数与运量之间的关系，确定了运量计算方法     

认知无线网络频谱协作感知能耗与吞吐量的凸优化研究

针对认知无线电(cognitive radio,CR)双门限频谱协作感知能量效率与吞吐量优化的问题,提出了利用凸优化理论使能量效率与网络吞吐量达到最优平衡.在能耗一定条件下推导吞吐量关于虚警率与检测率等参数的目标方程;然后,对虚警率和检测率作合理约束,利用凸优化理论对吞吐量方程分析,推导出最优化目标函数的服从条件在一定范围内,关于感知时间与较大门限值满足联合凸或分别凸,吞吐量目标函数的变形在一定范围内,关于感知时间与较大门限值满足联合凸或分别凸;最后,利用凸优化工具获得感知时间与感知门限的最优值.理论分析和仿真结果表明,在能耗一定条件下,对于较为广泛的信噪比区间,该优化方案均可明显提高网络吞吐量及双门限认知无线电频谱协作感知的能量效率.     

基于MEMS技术的平面W型微弹簧刚度特性研究

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件--ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.     

基于MEMS技术的平面W型微弹簧刚度特性研究

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件———ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.     

柔性板弹簧槽端封闭曲线的形状优化

基于有限元分析的形状优化算法,构建圆的渐开线型柔性板弹簧的有限元模型.以最小应力集中系数作为优化目标,最小应力值作为参变量,并分别以椭圆方程和阿基米德方程作为工具曲线确定形状控制参数,对板弹簧槽端封闭曲线进行形状优化.计算结果表明:最显著降低应力集中系数和最大应力的是经修正的外偏型阿基米德线封闭曲线,其次是椭圆弧线;优化计算结果与实验结果符合较好,表明所采用的柔性弹簧形状优化方法有效.     

基于虚拟样机与模糊可靠性的弹簧优化方法

智能塑壳断路器操作机构的驱动弹簧是极其重要的零件,对断路器的主要性能有很大影响,为了提高断路器的分断能力和使用寿命,提出一种虚拟样机与模糊可靠性相结合的弹簧优化方法。首先利用断路器操作机构虚拟样机参数化模型,以手柄操作力为约束条件,动触头主轴平均分断角速度最大为目标函数,优化弹簧刚度系数。然后以弹簧模糊可靠度为约束条件,弹簧质量最轻为目标函数,建立弹簧的模糊可靠性优化数学模型,优化弹簧的结构参数。优化后的弹簧疲劳强度可靠度为0.999 9,质量减轻13.33%,动触头分断速度提高20.81%。符合智能断路器的高可靠度、小型化和分断能力强的要求。     

基于二阶滑移边界的螺旋槽干气密封协调优化

应用二阶非线性滑移边界条件推导出修正的广义雷诺方程,并用PH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解,得到气膜推力和气膜刚度的近似解析式。利用多目标优化方法构建气膜刚度与泄漏量之比的协调函数,对该目标函数进行近似求解,获得最佳的螺旋槽几何参数值。利用Maple程序计算不同介质压力和转速下的气膜刚度、泄漏量并与试验值进行对比。结果表明,几何参数优化的干气密封样机测试结果与理论计算结果误差较小,运用二阶非线性滑移边界条件计算出的理论值具有较好的精度。     

通过红利与再保险最大化股东价值的随机控制模型

主要考虑一类带红利的比例再保险盈余模型.以股东价值最大化为目标,定义值函数为红利的累积折现,在红利折现率为时间的函数时,推导了相应值函数满足的一类Hamilton-Jaccobi-Bellman(HJB)方程,同时对红利和再保险策略的最优控制进行了分析.最优值函数所满足的HJB方程化为了二阶偏微分方程,一般很难求解出其解析解,可以寻求其数值解,得到最优控制.     

圆管胶带输送机过渡段成形机理与托辊布置

本文推导出了圆管胶带输送机过渡段胶带成形曲线方程和过渡段长度计算公式,可用作合理布置过渡段托辊的依据。     

重型牵引车空气悬架参数匹配优化

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,获取空气弹簧动特性曲线优化方法,利用ADAMS/Car建立重型牵引车空气悬架以及整车虚拟样机模型,以空气弹簧刚度和减振器阻尼为试验因子,以驾驶员处的加权加速度均方根值函数为目标函数,通过响应曲面法建立目标函数与试验因子之间的关系表达式,获取最优空气弹簧动特性曲线.将优化的空气悬架参数代入到整车模型进行分析,仿真结果表明采用优化后的悬架参数可使驾驶员舒适度得到提高.