柔顺铰链连杆机构的位移计算

针对柔顺机构柔性构件的特点,研究了非迭代的一步计算方法在柔顺铰链连杆机构的应用问题,利用线性方法分析了柔顺铰链连杆机构位移,导出了正确的公式,给出了一个算例．     

柔顺铰链连杆机构的位移计算

针对柔顺机构柔性构件的特点,研究了非迭代的一步计算方法在柔顺铰链连杆机构的应用问题,利用线性方法分析了柔顺铰链连杆机构位移,导出了正确的公式,给出了一个算例．     

典型柔顺常力模块结构参数评估与有限元优化

为解决柔顺常力机构常力范围不足的问题,基于有限元方法分析结构参数对常力输出特性的影响,提出适应正负刚度组合常力机构的优化方法.首先,以一种Z型梁与双稳态梁并联的常力机构作为研究对象,通过对两种梁的力-位移特性进行分析,获得与机构常力特性相关的结构参数.然后,利用Workbench仿真,对比理论分析结果,得出未优化机构实现常力的输入位移区间为[1.2, 2.5] mm,常力为18 N;并利用Matlab仿真,评估两种梁的主要结构参数对常力特性的影响.最终,运用有限元优化法求取结构参数组合的最优解,得出优化后机构实现常力的输入位移区间为[2.0, 4.5] mm,常力为68.5 N.优化结果证明了该方法的有效性及可行性.     

缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究

为分析缠绕管式换热器关键几何结构对其流动和传热性能的影响,采用多目标遗传优化算法对壳侧的流动和传热特性进行了数值模拟研究,并对通过中心复合设计得出的实验点进行了计算。研究结果表明:缠绕管式换热器的壳侧压降随着层间距、缠绕角、同层管间距的增大而减小;壳侧换热系数随着层间距的增大而减小,随着管外径的增大而增大,随着螺旋角的增大先增大后减小。通过敏感度分析可知:螺旋角和层间距对缠绕管式换热器的流动和传热性能影响最大,在计算工况下,层间距对压降和换热系数都呈负相关;螺旋角与压降呈负相关,与换热系数呈正相关。同时,应用多目标遗传算法在连续响应面的基础上对原结构进行优化,得到3组优化结果,换热系数平均增加了2.93%,压降平均降低了40.27%,综合传热性能均好于原结构。该研究成果可为缠绕管式换热器的优化设计提供理论基础。     

基于多目标的车身结构静动态参数协同优化

文章建立了某小型休闲车(small recreation vehicle,SRV)车身结构有限元模型,通过数值计算与试验模态的对比分析验证了模型的准确性;对白车身的弯曲、扭转刚度进行分析同时关注车身的低阶模态频率,提出了一种以静态多工况结构刚度和振动频率为目标函数、基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法;用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数,以平均频率法确定振动频率目标函数,得到了同时满足静态刚度和低阶振动频率要求的白车身的结构拓扑。该文方法实现了静态刚度和低阶振动频率的协同优化,优化结果显示车身刚度和低阶频率值均有所提高,结构更趋于合理。     

一种新的多输入多输出柔顺机构拓扑优化方法

针对多输入多输出柔顺机构的输出位移最大化拓扑优化问题,提出了一种新的拓扑优化求解方法.首先,引入柔顺度的小量变化约束函数来处理柔顺机构拓扑优化的病态载荷问题和类铰链问题.基于传统界限公式法思路,通过一个界限变量将多个输出位移最大化目标等效转化为多个约束条件,构建了一种新的多输入多输出柔顺机构拓扑优化的界限公式模型.然后...     

一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼

提出了一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼设计方案,着重解决了机器鱼摆动式推进的问题.在该方案中,应用曲柄摇杆原理,采用了特殊的四连杆摆动机构,结合柔性尾部实现了机器鱼的摆动式推进;巧妙应用了霍尔位置传感器,检测摆杆临界位置,实现了鱼尾位置判断,进而控制鱼尾来转向;研制了以气缸为压缩泵的气路沉浮机构作为"鱼鳔",能使机器鱼进行沉浮动作.实验显示这种机器鱼达到了预期的功能,在水下作业、军事侦察、娱乐等领域有一定的研究应用价值.     

多目标优化参数向单目标优化参数的转化研究

以夯实机冲击轮下落阶段进行运动分析为例,建立冲击轮动力参数的多目标优化模型,以水平速度变化率最小和垂直速度变化率最大为两追求目标.运用多目标优化方法中的线性加权和法对其进行优化处理,由多目标优化问题转化为单目标优化问题,运用MATLAB软件解得的最优解即为该多目标优化问题的有效解.使得优化后的冲击轮动力性能在水平方向和垂直方向上均有较大的改善.     

工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的数值模拟

多辊下压式拉形方法是基于新原理的柔性拉形方法。为了研究不同工艺参数对该拉伸成形过程和成形质量的影响,使用非线性动态显式有限元分析软件对该新工艺的成形过程进行模拟。模拟结果表明压辊装置与模具距离越近板料合模越容易,成形效果也越好,而夹持装置和压辊装置之间的距离对成形结果影响不大。进行了相关实验验证,结果表明数值模拟结果与实验结果趋势一致。     

FDM快速成形工艺参数的多尺寸目标优化

熔融堆积成形(FDM)作为主要的增材制造工艺,可以缩短新产品开发周期、降低开发成本,但成形精度限制了其应用范围。系统分析了FDM成形的全过程,探索了成形精度的影响因素;分析了丝宽对成形精度的影响,并考虑其与成形过程中丝材的收缩变形的交叉影响,提出变动误差补偿的数学模型;选取4个主要工艺参数,运用田口理论进行试验研究,获得单尺寸目标下的最佳工艺参数组合以及各控制因子对目标影响的显著程度,并推导出单个尺寸误差的补偿方程;基于灰系田口方法对多尺寸目标进行灰关联度分析,获得多尺寸目标下的最佳工艺参数组合及各控制因子对多目标影响的显著程度,推导出信噪比(S/N)的灰度回归方程,通过比较分析提出一套基于多工艺参数优化的成形工艺。     

基于多目标优化的救援机械臂结构参数设计

为了综合优化双臂救援机器人双臂协同工作空间、机械臂负载能力以及机械臂末端运动速度,研究了基于多目标函数综合优化的救援机器人双臂结构参数设计方法. 由于双机械臂的协同工作空间难以进行数学描述,提出了一种基于三重积分的描述方法. 针对所建立的双臂协同工作空间、机械臂末端运动速度以及机械臂负载能力三个目标函数的综合优化问题,通过模糊层次分析法,计算每个目标函数的权重从而进行线性加权以得到综合的多目标优化函数. 基于该综合优化函数,通过粒子群算法进行多目标函数最优值求解,得到一组机械臂结构优化参数,使双臂救援机器人的综合性能达到最优. 实验结果表明所提出的双臂救援机器人性能指标的优化方法是可行的.      

基于平均驱动自由度位移法的某车型排气系统吊钩位置设计

采用CATIA软件建立某车型排气系统的三维模型,并运用有限元分析软件Hypermesh建立了有限元仿真模型,分析了模型的自由模态和约束模态。通过与试验模态的对比,验证了仿真模型的正确性。为了减少排气系统通过吊钩传递到车身的振动,在自由模态的基础上,采用平均驱动自由度位移原理设计了排气系统的吊钩位置方案。然后,以支反力和静态位移为优化目标确定了最优方案,通过优化前后吊钩力学响应分析对比验证了优化的有效性。     

柔性多体系统设计灵敏度的高效计算方法

通过使用绝对节点坐标方法和非线性应变位移关系,提出了一种组装柔性多体系统设计灵敏度方程的方法.该方法不仅可以避免推导灵敏度方程所需的大量符号计算,而且能够提高计算灵敏度的效率.给出了平面柔性曲柄滑块机构的算例,通过直接微分法与伴随变量法的对比,表明所提出的方法不仅能够保证精度,而且对于中等规模的设计灵敏度分析,能够使直接微分法达到与伴随变量法相当的效率,具有广泛的工程应用价值.     

汽车离合器拉式膜片弹簧结构参数多目标优化设计

通过对拉式膜片弹簧载荷 -变形特性和应力 -变形特性的综合分析 ,考虑各种约束条件 ,提出了一种新的多目标优化设计数学模型 ,该模型可以使摩擦片磨损前后离合器后备系数和离合器分离力的变化较小。模型的求解采用多目标优化设计的理想点法。设计实例表明 ,模型建立合理 ,具有实用意义。     

阶段嗣后充填采场结构参数的多目标多属性优化

为确定某金矿阶段嗣后充填采场最优开采参数,采用弹性厚板理论,分析不同跨度下顶柱厚度与最大拉应力的关系;结合矿山实际开采条件,通过中心复合试验设计及数值模拟计算得到不同结构参数下的力学响应;构建最大拉应力、最大压应力和最大竖向位移的二阶响应面模型,研究各响应量之间的关系;通过多目标优化及多属性决策的方法最终实现采场结构参数的综合优化。研究结果表明:顶柱最小厚度为4.00 m;矿柱跨度及顶柱厚度对采场力学响应产生显著影响,采场最优开采尺寸是矿房跨度为29.90m,矿柱跨度为31.40m,顶柱厚度为5.24 m。     

结构性能参数对基于IDA方法结构优化的影响①

以钢筋混凝土框架结构为研究对象,选择顶点位移、最大层间位移角、最大基底剪力3种结构性能参数(DM),分析比较不同DM对基于IDA方法结构优化结果的特点和影响,结果表明在结构优化分析时优先使用最大层间位移角作为DM,同时可以选择顶点位移进一步分析,对结构优化进行修正。     

基于NSGA-Ⅱ的冷源机房设备运行参数多目标优化

中央空调冷源机房设备系统运行参数优化是提高空调运行性能的重要途径之一,但由于机房设备种类繁多,运行工况复杂,运行参数诸多,参数之间耦合作用较强,其优化问题是学者们广泛关注的重点和难点.提出了一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)的冷源机房设备运行参数多目标优化方法.以制冷量最大和能耗最低为目标函数,以冷冻出水温度、冷冻回水温度、冷却回水温度、冷冻水流量和冷却水流量5个变量为决策变量,根据实际运行工况设定其约束条件,建立系统运行参数优化模型.此外,以负荷率、室外环境温度和室外环境湿度作为划分工况的依据,采用等宽离散化方法并结合K-means聚类方法共划分出32种运行工况.最后仿真结果表明,在4种典型运行工况下,多目标优化方法相对于普通优化方式,能得到更高的循环性能系数(coefficient of performance,COP);同时,多目标优化方法能够使系统能效提升14.35％,能耗降低12.52％.因此,本文方法适用于空调领域,并能为工程应用时的参数设置提供一定的指导作用.     

基于ansys的网架结构优化分析

文章介绍了网架结构ansys分析的方法和相关命令流,利用ansys中的荷载工况组合对网架自重和外荷载进行荷载组合,确定了网架的最大变形和各杆的轴力,得到了该网架各杆的应力。再定义杆件壁厚作为设计变量,节点最大变形和杆件的应力作为状态变量,以达到目标函数钢材用量最小的目的。该文借鉴钢结构构件的可靠度指标的取值范围,综合分析网架结构的破坏特点之后,采用模糊优选方法,确定了网架结构杆件的可靠度指标。将可靠度指标约束条件引入网架结构模糊优化设计中,建立基于可靠性的模糊优化设计模型,使网架结构在进行优化设计时达到经济性和安全性的协调统一。分析结果表明了ansys在网架结构优化分析的可行性。     

基于线性目标规划的切削参数多目标优化

切削参数是切削过程优化最重要的控制因素,为了研究切削参数的多目标优化问题,本文采用了线性目标规划理论,建立了一个以最大金属切除率和最小工件表面粗糙度作为优化指标的多目标优化模型,并且以切槽车刀的车削为实例,采用目标单纯形法求得其最优解,确定了每一个目标函数与事先给定的对应目标值的逼近程度。结果表明,这种模型可以将决策者指定的目标与数学模型融合在一起。为实际生产中,根据各项指标的目标值来选择最优切削用量,提供了一种新的理论方法。     

电力系统多目标无功优化研究

在传统无功优化模型的基础上,引入了静态电压稳定性指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、静态电压稳定裕度最大和电压水平最好的多目标无功优化模型.基于Pareto最优概念的改进多目标粒子群算法应用到多目标无功优化的求解中,对IEEE30节点统进行了仿真计算.优化结果表明,该模型在实现系统经济运行的同时也增强了电网的电压稳定同时求得的一组最优解能够为优化方法的决策提供更多的有效参考,具有实际意义.