基于模态分析的数控内齿强力珩齿机床身优化设计

数控内齿强力珩齿机是一种高效、高精度的齿轮加工机床,床身是整机的重要基础件,提高床身的动态特性对保障珩齿机的加工精度有重要意义。文章通过有限元软件建立了床身的有限元模型,并通过模态分析得到床身的前4阶模态频率和振型;对床身进行了模态试验,并通过整体多项式拟合法得到床身的前4阶试验模态参数,通过对比模态试验和仿真结果验证了有限元模型的正确性;在仿真分析和模态试验的基础上,提出了2种床身结构优化方案,并再次通过模态分析得到最佳的优化方案;最终,在保证床身质量变化较少的前提下将床身的一阶固有频率从178.33Hz增加到203.14Hz,为床身的结构优化设计提供了一定的理论依据。     

基于响应面法的直齿轮冷挤压工艺多目标优化

针对某型大模数行星直齿轮在精锻成形工艺中成形载荷大、齿形塌角大及弹性回复影响齿形精度等问题,提出一种新型约束分流正冷挤压工艺.以降低成形载荷、减小轴向塌角长度及取得弹性回复量较小的齿轮为优化目标,以凹模入模角、毛坯直径系数、摩擦系数和模具挤压速度为优化变量,借助正交实验设计与Design-Expert V8软件进行响应面拟合建模分析,得到成形载荷及塌角长度的二阶响应面模型和弹性回复的线性模型,同时借助该软件进行多目标优化,得到最佳工艺参数组合,即入模角为67°,直径系数为1.15,摩擦系数为0.06,模具下压速度为52mm/s.有限元模拟和生产实践结果表明:优化后的工艺参数组合能生产得到弹性回复较小、表面质量好的行星直齿轮冷挤压件,并能有效减小塌角、降低成形载荷.     

基于材料匹配的汽车保险杠多目标优化

汽车前保险杠在RCAR正面40%低速碰撞中及与行人下肢碰撞中起着吸能与缓冲的作用,汽车保险杠的刚度对于满足RCAR等级评价及行人下肢保护两种性能都有很大的影响.综合考虑行人下肢保护法规与RCAR的要求,以材料为变量进行正交试验设计,分别采用响应面法和综合平衡法对汽车保险杠进行多目标优化.研究结果表明,响应面法能够很好地表征材料屈服强度与各个目标值之间的关系,综合平衡法能更好地解决离散的、变量少、水平数少的多目标优化问题.经优化后,汽车保险杠的整体性能得到了提高.     

结构多目标模糊优化初探

将结构设计中的多目标优化和模糊优化结合起来,试图寻找一种处理这类问题的数学模型及求解的方法。     

数控内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测

文章建立了内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测模型。首先推导珩齿加工啮合过程中接触线和切削厚度数学模型,并基于此模型将珩磨轮的磨削刃离散为微元磨削刃;然后由平面磨削模型构建珩磨轮的微元磨削刃模型,建立珩齿珩削力预测模型,并分析珩削力随工艺参数的变化规律;最后结合Fassler HMX-400数控内齿珩轮强力珩齿机及其内置的Kistler力传感器进行珩齿珩削力测量实验。实验结果表明,预测的珩削力的数值和变化趋势与实验测量结果相符,该珩削力预测方法有效。     

约束条件下机翼的多目标响应面优化方法

本文提出一种在较强的工程约束条件下,开展机翼优化设计的高效率多目标方法。文中综合升力线理论和RANS的流场计算方法以及数学近似的响应面方法,研究在多种工程约束条件下,巡航设计点中升阻比和翼根弯矩的多目标优化问题。采用分步嵌套优化的方法,首先,固定平面形状外形,优化展向的扭转角分布;然后优化固定拓扑形式下的平面形状参数,对于每一个平面外形,展向扭转角分布的优化为平面形状优化的内迭代;最后通过响应面的结果得到双目标的近似Pareto锋面。该方法对完成特定约束条件下的气动设计具有参考价值。     

导弹运输发射车动态参数的多目标优化

某车载导弹武器系统采用任意点无支撑发射方式,运输发射车的动态参数需要同时满足导弹发射和行军状态的减振要求.在对悬架参数进行响应灵敏度分析的基础上,构造非线性约束和加权的多目标函数,对选定重要部位的响应进行多目标优化.计算结果显示该方法达到了多目标优化的目的.     

数控内齿珩轮强力珩齿拓扑修形方法研究

在圆柱斜齿轮进行珩削修形加工时,通常采用专用的金刚石修整轮对珩磨轮的齿廓和齿向进行修整,因此,齿轮修形参数不同,所使用的金刚轮也不同。为了增加金刚石修整轮的通用性,降低修形齿轮加工成本,缩短齿轮研发周期,文章在已有研究的基础上提出了一种基于调整内齿珩轮强力珩齿机床各轴运动参数的方法来实现齿轮修形加工。根据各轴的运动关系,建立内齿珩轮强力珩齿机床加工齿轮的齿面数学模型;将机床的A、B、X轴的运动表示为具有Φ_(C_1)、L_Z 2个变量的高阶多项式函数,分析多项式系数对齿面法向偏差的影响;建立齿面法向偏差的目标函数,利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行优化,得到机床的运动参数。仿真结果证明了该拓扑修形方法的有效性。     

基于响应面法和NSGA-Ⅱ算法的麦弗逊悬架优化

应用响应面法和经过改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行悬架结构参数优化.在ADAMS/Insight软件中进行设计参数的灵敏度分析,针对灵敏度较大的设计参数,建立车轮定位参数在车轮跳动过程中最大变化量的2阶响应面近似数学模型.对该模型进行稳定性分析,并且应用加入精英保持策略和去除重复个体算法的NSGA-Ⅱ优化算...     

基于多轴联动控制的内齿珩轮强力珩齿齿向修形工艺研究

齿向修形可以显著改善载荷沿齿宽方向分布不均的现象,从而提高齿轮的传动精度.文章在已有研究的基础上提出在珩轮轴向运动过程中不断调整珩轮的附加径向运动量,通过多轴联动的方式对齿轮进行齿向修形加工.首先建立内齿珩轮齿面数学模型求解珩轮齿面方程;根据修形量与附加径向运动量的关系得到修形过程中的附加径向运动量;再根据珩齿修形加工...     

Non-resonant structure design of catenary transformer in ultrasonic gear honing

To solve the design problem of transformer composed of non-resonant structure in ultrasonic gear-honing, force coupling conditions for moderately thick annular plate (MTAP) and catenary horn are proposed, and the frequency equations of the transformer, which consist of an MTAP and a catenary horn, are derived based on Mindlin’s theory. The design parameters of the transformer were obtained by solving the frequency equations with the help of MATLAB, and its mode and frequency were deduced by the modal analysis of finite element method (FEM), which are consistent with the theoretical design demands. The transformer design can be extended from system with thin annular plate to that with MTAP as the theoretical method by the simulation analysis of various ratios of the thickness to radius.     

基于运行状态信息的数控珩磨机液压系统可靠性预测方法

针对常规的可靠性预测方法无法实现对数控珩磨机液压系统可靠性进行有效预测的缺点,提出了一种基于运行状态信息及支持向量回归(SVR)的数控珩磨机液压系统可靠性预测方法.该方法主要包括状态特征指标的选取、瞬时可靠度的计算以及SVR预测模型的建立.为实现对SVR预测模型的有效解算,分别采用遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和混合算法实现对SVR模型的核参数的寻优计算,并比较了3种方法下SVR模型的瞬时可靠度预测精度.实例仿真结果表明,与GA及混合算法相比,采用PSO算法来解算SVR预测模型能够得到更优的数控珩磨机液压系统的可靠性预测精度.     

基于灰色理论的数控机床复合结构床身优化设计及其性能分析

为探索提高数控机床的综合性能,以某卧式加工中心铸铁床身为原型,设计了一种钢板-混凝土复合结构床身.采用正交实验、灰色关联和组合赋权相结合的方法对其结构进行优化并得到了最优的参数组合,对复合结构床身进行有限元仿真分析,并将结果与原型铸铁床身比较.结果表明:在床身质量仅增加2.3%的情况下,复合结构床身的最大静应力和最大静变形分别降低了51.3%和82.9%;前三阶固有频率提高了143.9%、156.8%和148.7%;x轴导轨和z轴导轨中心节点在x、y、z方向上的最大振幅降低了97.6%、97.1%、94.0%和99.6%、97.9%、85.4%;导轨滑块连续在导轨表面摩擦1800s时导轨的最大热-结构耦合变形量降低了7.3%.     

数控机床主轴系统结构及其故障诊断

数控机床主轴系统的其复杂性决定了故障的复杂性,熟知主轴系统机械和电气结构,学习使用科学合理的方法,是对维修人员的基本要求。     

含分布式电源的配电网多目标无功优化

针对传统模型和现有算法对配电网无功优化带来的电压波动和网络损耗等问题,提出一种基于改进元胞差分算法的含风、光的配电网无功优化方法。建立了风电、光伏的随机概率出力模型,获取了其出力预测数据,以电压波动、有功损耗和电压越限3个目标为优化函数,通过权重系数将三目标模型转换为双目标模型,建立了含风电、光伏的双目标配电网无功优化模型。通过电压稳定指标(voltage stability index, VSI)对配电网各个时段的电压的稳定性进行评价,用改进元胞差分算法对模型进行求解,并利用测试函数对算法进行验证。结果表明,较传统模型和传统算法而言,所提模型和所用算法均能有效降低配电网的电压波动和减小配电网的有功损耗,从而保证电网的安稳运行。     

某大件运输车主梁结构多目标拓扑优化

为解决大件运输车主梁结构局部应力偏大的情况,文章利用HyperWorks软件对该结构进行了拓扑优化。将匀速行驶、转弯、制动作为3种典型工况,运用折衷规划法建立了相应的多目标优化模型,经过多步迭代,计算得出拓扑优化结果。再根据实际的生产工艺需求,设计出新的主梁结构,并与原结构进行对比分析。研究结果表明,新的结构在刚度显著提高的前提下,质量有所降低,并具有更好的承载能力和使用性能。     

基于模态实验的数控机床结构单元划分

单元的大小反映离散程度的高低,因此在具体的CAE软件中选择单元的大小就很关键：本文用实验的结果矫正单元的大小,使实验和CAE计算的结果一致。     

云模型和混沌粒子群算法的多目标无功优化

为了克服基本粒子群算法易陷入局部最优值和后期收敛速度慢的不足,提出一种基于云模型的自适应粒子群算法。该算法首先采用混沌优化策略对粒子群进行初始化,增加粒子取值的多样性;其次根据粒子的适应度值将种群中的粒子分成靠近最优值、较靠近最优值和远离最优值3个子群,并分别采取不同的惯性权重生成策略进行处理,其中较靠近最优粒子子群的惯性权重由正态云发生器动态自适应调整,摆脱算法陷入局部最优值束缚;最后在迭代后期通过正态云算子实现粒子的变异操作,使算法后期快速收敛到最优解。对标准IEEE30节点系统和IEEE118节点系统进行测试仿真,结果表明了文中算法解决多目标无功优化的有效性。