基于遗传模拟退火算法的注射机增力机构的优化设计

对注射机五铰链斜排双曲肘增力机构进行了运动和力学特性分析，用遗传模拟退火算法对增力机构进行了优化设计，该优化设计属于多目标函数优化问题，即要求机构行程比较大；力的放大倍数较大；机构总长较小。本文建立了优化数学模型，与传统设计方法进行了比较，结果表明行程比增加8．2％，力的放大倍数增加20．3％，机构总长减小5％。     

节能注塑机合模机构多目标优化设计研究

对节能注塑机合模机构进行了运动和动力学分析,以机构行程比较大、力放大比较大和机构尺寸较小为目标函数建立了多目标优化数学模型,使用Matlab优化工具箱对其进行了优化设计,通过实例给出了优化结果并进行比对,验证了优化模型的正确性,为注塑机合模机构的优化设计提供了一定的参考。     

柔性二级差动式微位移放大机构优化设计

微位移放大机构常常用来扩大压电陶瓷致动器的行程范围。鉴于差动式微位移放大机构具有"小结构大倍数"的特点,设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构。应用矩阵表示法对其进行了运动静力学分析,在此基础之上,以柔性铰链的分布位置及其几何特征参数为优化变量,并以提高位移放大比和减小最大应力为目标函数建立一种双目标优化模型。机构经过优化设计后位移放大倍数高达48倍,并对其进行有限元仿真分析,计算结果为44倍,理论模型与有限元模型的误差小于10%。结果表明：提出的优化模型具有准确性和高效性,同样可适用于其他柔性铰链机构的优化设计。     

基于MATLAB的节能注塑机合模机构多目标寻优研究

基于节能注塑机合模机构的结构特点及工作特性,通过对机构进行运动和动力分析,并建立优化设计模型。以多目标的优化设计理论为基础,综合考虑了机构的力放大比、行程比、总体尺寸等因素及其相互关系,建立了合理的统一目标函数和约束条件,在此基础上通过Matlab优化工具箱进行了优化编程,得出最优解。最后结合具体实例得出了更为合理的合模机构设计参数,从而验证了优化模型及优化方法的正确性,为注塑机合模机构的优化设计提供了理论依据。     

注塑机双曲肘合模机构的多目标优化研究

分析了五点斜排注塑机双曲肘合模机构的运动特性和力学特性,建立了合模机构的多目标优化数学模型。在综合考虑合模机构总长、行程比和力的放大比之间的关系的基础上,运用MATLAB优化工具箱中不同的优化函数对比研究了以不同目标组合为对象的优化结果。运用ADAMS建立了合模机构的参数化模型,并在ADAMS中对各种不同的优化方案进行对比仿真分析。结果表明,优化后的合模机构行程比增加、力的放大比增大且结构更加紧凑,为合模机构的设计提供了积极的理论依据。     

偏置曲柄摇杆机构传动角函数的研究

推导了偏置曲柄摇杆机构的传动角函数,分析了传动角函数的相关特性,并在Matlab中绘制了整个行程及慢行程的传动角函数图像,提出以慢行程单位有害力之和最小为机构优化设计目标。     

曲柄摇杆机构的综合优化设计

在给定摇杆最大摆角的情况下,分析了行程速比系数和最小传动角与杆长的关系。采用多目标函数优化设计方法,分别建立了行程速比系数的隶属目标函数、最小传动角的隶属目标函数,总体尺寸的隶属目标函数,最后按行程速比系数最大、最小传动角最大、总体尺寸最小建立总目标函数对曲柄摇杆机构进行优化设计。     

基于NSGA Ⅱ的注塑机合模机构多目标优化

合模机构的性能直接影响注塑成型产品的质量。以往对该机构的性能优化,往往采用单目标优化方法或者传统的多目标优化方法,得到的优化结果不够理想。以合模机构的力的放大比和动模板的速度平稳性作为优化目标,首先对影响目标函数的各类参数进行灵敏度分析,选择出影响显著的因素作为设计变量;其次在设计变量域中,采用改进型非劣分类遗传算法(NSGAⅡ)进行多目标优化设计;最后将优化结果在ADAMS中建模并验证其合理性。研究结果表明:该方法可以有效地改善合模机构的综合性能。     

遗传算法与优化注射机合模机构运动行程

将遗传算法应用于注射机合模机构运动行程的最大化设计研究。优化中运动行程为目标函数，肘杆断面尺寸、肘杆起始与最终位置为设计变量，考虑了强度、稳定性、锁模力等约束条件。从研究结果来看，应用遗传算法进行运动行程的优化设计是可行且高效，可在注塑机合模机构运动行程最大化设计中推广应用。     

基于传动角函数的偏置曲柄摇杆机构优化设计

论述了目前曲柄摇杆机构优化设计中的缺陷,提出了用工作行程平均最小无效力来衡量机构的传力性能;导出了偏置曲柄摇杆机构的传动角函数,讨论了传动角函数的特性;以传动角函数为基础推导了机构慢行程单位无效力之和W的显式解析式函数方程;最后用设计实例详细说明了使用W函数进行机构优化设计的新方法。     

基于虚拟样机的固定机构优化设计研究

为提高导弹运输装备的安全性,以某型火箭弹储运箱的固定机构为例进行优化设计。利用三维CAD软件SoildWorks创建固定机构虚拟样机,将模型的几何数据导入ADAMS中进行动力学仿真,获取初始最大夹紧力。利用ADAMS构建固定机构参数化模型,对模型各部件的参数进行计算与分析,找出对夹紧力具有突出影响的设计变量进行优化设计,获取改进后的最大夹紧力,通过比较最终得出优化设计方案。该研究可为其他复杂多刚体动力学系统的优化设计提供参考。     

用MathCAD对注射机增力机构进行优化设计

对注射机五铰链斜排双曲肘增力机构进行了运动和力学特性分析,用MathCAD时增力机构进行了优化设计,并验证优化结果具有鲁棒性。     

遗传算法在齿轮传动设计中的应用

提出了一种利用遗传算法和校核公式直接进行齿轮传动优化设计的方法，把优化约束条件转化到二进制遗传编码和适应度函数中，使得优化的可行域变为变量的数值范围，从而简化了优化的数学模型和优化迭代过程；提出了不同设计原则下的3种适应度函数并进行了实例设计，得到了不同的多组解，为用户根据齿轮传动的具体工况选择合适的设计结果提供了依据。     

基于容差模型和正交试验的四连杆变幅机构稳健优化设计

针对设计函数为隐函数或高度非线性函数的工程设计优化问题，提出了一种较为实用的、综合运用容差模型和正交试验法的稳健优化方法，并将该方法应用到四连杆变幅机构的优化设计中，结果表明，稳健优化后的变幅机构性能得到了改善，设计质量得到了提高。     

控制锻件变形均匀性和变形力的锻造预成形多目标优化设计

以影响锻件质量的重要因素--锻造预成形模具形状为研究对象,对锻造过程展开同时包括锻件变形力和变形均匀性两个方面的优化设计的研究.研究目标是使锻件变形最均匀的同时变形力最小,即获得变形均匀性和变形力综合性能最好的终锻件.基于有限元数值模拟方法,采用有限元灵敏度分析方法,首次对同时控制锻件变形均匀性和变形力的锻造过程预成形进行多目标优化设计研究.给出总目标函数和各子目标函数的表达形式,并详细推导各目标函数相对于优化设计变量的灵敏度.利用自行开发的程序,对断面为H形的轴对称锻件进行预成形多目标优化设计,给出优化过程中总目标函数及各子目标函数、预成形模具形状、预成形件形状及终锻件等效应变和y向应力的分布变化情况.结果表明,通过对预成形模具形状进行优化设计,总目标函数、变形均匀性子目标函数和变形力子目标函数分别下降了13%,33%和6%左右,达到了同时对锻件变形均匀性和变形力进行优化的目的.     

拓扑及参数优化方法在专用汽车车架结构设计中的应用

提出了将拓扑优化理论和结构参数优化方法综合应用于集装箱半挂车车架结构设计中的设计思想。在结构设计的开始阶段引入拓扑优化理论．先对结构进行布局优化,以获得较合理的初始结构方案,再通过结构参数优化设计,得到满足其强度和刚度及设计工艺要求的最优结构。探讨了拓扑优化设计过程中,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题。在ANSYS软件平台上进行了CAE软件包的二次开发．设计了集装箱半挂车车架优化设计专用软件模块。     

基于有限元的锻件变形力优化设计

以降低锻件变形力为优化设计目标,采用刚粘塑性有限元法,对锻造预成形优化设计进行了研究。给出了优化设计的目标函数,确定了优化设计的设计变量和优化设计方法,采用FORTRAN语言编制了相应的优化设计程序,并对一典型的轴对称H形锻件进行了优化设计,给出了优化设计的结果。结果表明,经过优化,锻件的变形力明显降低。     

Light-Weight Design Method for Force-Performance-Structure of Complex Structural Part Based Co-operative Optimization

A light?weight design method of integrated structural topology and size co?optimization for the force?performance?structure of complex structural parts is presented in this paper. Firstly, the supporting function of a complex structural part is built to map the force transmission, where the force exerted areas and constraints are considered as connecting structure and the structural configuration, to determine the part performance as well as the force routines. Then the connecting structure design model, aiming to optimize the static and dynamic performances on connection configuration, is developed, and the optimum design of the characteristic parameters is carried out by means of the collaborative optimization method, namely, the integrated structural topology optimization and size optimization. In this design model, the objective is to maximize the connecting stiffness. Based on the relationship between the force and the structural configuration of a part, the optimal force transmission routine that can meet the performance requirements is obtained using the structural topology optimization technology. Accordingly, the light?weight design of conceptual configuration for complex parts under multi?objective and multi?condition can be realized. Finally, based on the proposed collaborative optimization design method, the optimal performance and optimal structure of the complex parts with light weight are realized, and the reasonable structural unit configuration and size charac?teristic parameters are obtained. A bed structure of gantry?type machining center is designed by using the proposed light?weight structure design method in this paper, as an illustrative example. The bed after the design optimization is lighter 8% than original one, and the rail deformation is reduced by 5%. Moreover, the lightweight design of the bed is achieved with enhanced performance to show the effectiveness of the proposed method.