SIL验证与安全仪表系统的优化设计

安全仪表功能(SIF)回路是为了降低特定场景的安全风险而设置的,定级报告中SIF回路的功能描述是工艺设计的完整逻辑要求,包含关键动作及附件动作。安全完整性等级(SIL)验证属于概率学领域研究范畴,影响失效率的因素多且复杂。如果SIL验证无法通过,将造成大量的设计变更,浪费工程投资,影响工期。设计人员应关注SIL定级报告中关键动作的识别、要求平均失效概率以及SIF回路架构的约束。按照文中方法优化测量元件、逻辑控制器、执行元件及辅助元件的设计,可增加通过验证的概率。在没有预验证及安全要求规格书时,可以参考文中典型可通过SIL验证的SIF回路的经验架构进行优化设计,以减少工程变更。     

超高加速度宏微运动平台连接臂的疲劳分析及优化设计

提高连接臂的疲劳寿命对于宏微运动平台超高加速度和超精密定位的实现起着非常重要的作用。文中针对超高加速度宏微运动平台关键部件连接臂展开研究：采用SolidWorks软件搭建连接臂模型，通过有限元分析软件ANSYS Workbench对连接臂进行静力分析、疲劳分析。为了提高连接臂疲劳寿命，以满足连接臂的工作要求为约束条件，以连接臂的质量最小、寿命最高为优化目标进行拓扑优化研究。基于拓扑优化结果，对模型进行优化，所获得的优化后的连接臂模型与优化前模型进行对比，结果表明优化后的连接臂在质量减少的同时大幅提高了寿命，这为超高加速度宏微运动平台实现超精密定位提供了理论支持。     

一种中压绝缘大功率中频变压器的优化设计方法

应用于光伏并网系统的中压绝缘大功率中频变压器（MFT）不仅要求其高低压侧绕组之间需要满足较大的绝缘间距，而且其内部也需要浇注隔热的绝缘材料。然而，这会导致MFT出现电磁干扰现象严重、散热困难等问题。针对这些问题，该文提出一种全面考虑铁心尺寸、绕组线径和绕组排布结构的MFT优化设计方法。该方法通过面积乘积（AP）法确定铁心体积，再通过自由变量扫描对MFT进行损耗最小化设计。基于有限元仿真软件，验证了该优化设计方法可使变压器漏电感减小及周围的电磁干扰区域缩小。最后，通过该优化设计方法设计一台200kW/30kHz的MFT，并制作了样机。通过理论和实验的对比，验证了优化设计方法的有效性和准确性。     

改进的遗传算法在同步器优化中的应用

汽车同步器是自动变速器的重要组成部分.对同步器的模拟优化能为同步器的设计生产提供重要的参考.为了获得一个较好的优化效果,提出了一种改进的遗传算法.通过对遗传算法选择过程的标准进行了改进,结合适应度函数与染色体之间差异,形成一种新的适应度函数.该函数同时考虑了选择压力和物种多样性.通过对函数中两个常量的调整,可以使算法在不同情况下可以有不同的偏重.引入两种典型测试函数的分别从高纬度变量和低纬度变量进行试验,分析改进算法中两个影响因子的作用.并与几类遗传算法进行比较,结果表明该改进的遗传算法能更快更稳定的找到较优的解.最后将改进选择策略结合自适应遗传算法对同步器进行优化,证明了该选择策略具有良好的鲁棒性和实效性.     

梁结构振动支承约束反力控制

支承或连接构件对梁结构的动力学性能有至关重要影响,必须保证其在振动过程中不发生破坏或者失效。通过合理设计和布局附加弹性支承可以实现对这些重要连接构件所承受约束反力的控制。应用微分变换法推导含附加支承的梁结构支承约束反力及其对于附加支承位置和刚度的灵敏度表达式,并通过优化设计附加支承位置和刚度实现具有弹性约束端的简支梁结构各支承约束反力的平衡,可提高结构的动力学性能。     

钢模板在沉井顶板中的应用研究

在沉井工程中,有防水要求的顶板都采用现浇钢筋混凝土结构,沉井现浇顶板采用钢模板可以避免从井内搭设脚手架,同时在顶板施工过程中,井内亦可进行设备的安装,合理缩短工程工期。在分析研究沉井顶板施工荷载的基础上,对钢模板结构进行优化设计,提出钢模板设计的原则,为相关工程建设提供参考。     

基于数值模拟的矩形微槽热沉流道的优化设计

为了提高矩形微槽热沉的散热性能,首先利用热阻网络模型对数值方法进行验证;然后分别对斜槽开度u为0.2 mm时不同形式的流道进行数值模拟,找到最优的开槽方式;再以双排叉槽的斜槽开度u为设计变量,以热阻与泵功率为优化目标分别利用多项式回归与径向基函数进行代理模型的构建,通过精度分析,利用多目标遗传算法对径向基函数模型进行寻优,最后利用熵权TOPSIS法进行优化方案的选取。结果表明:泵功率随着斜槽开度的增大而逐渐降低,而热阻随着斜槽开度的增大先减小后增大。优化后槽道的斜槽开度u为0.3213 mm,与不开斜槽的矩形直槽道相比热阻与泵功率分别降低了26.62%与19.62%。     

基于进化策略的海上风电支撑结构多参数同步优化设计

针对典型海上风电场3 MW固定式三桩单立柱风力机支撑结构主尺度优化问题,文章采用参数化建模方式进行力学建模,在有限元分析的基础上,结合生物进化策略,以风机塔顶位移、结构最大Mises应力为限制条件,以减小支撑结构整体体积为优化目标,对海上三桩单立柱风力机支撑结构主尺度参数进行多参数同步优化设计。研究结果表明:在保证风机塔架刚度和结构强度的前提下,通过结合有限元分析与进化策略对风机主尺度参数进行同步优化,风机支撑结构整体体积明显下降,优化效果明显。该多参数同步优化设计方法可为海上风电固定式支撑结构设计提供参考。     

矿井煤仓堵塞原因分析及其优化设计

针对传统煤仓下锥口设计存在的堵仓弊端,对其堵塞原因进行了分析,结合矿山实际情况,对堵塞原因中的小平台问题提出了优化设计,更改了下锥口的结构形式,将原来下锥口直接从大圆形变为小圆形,改为先从大圆形收缩至小圆形,再从小圆形收缩至方形。并对下锥口内侧面铺设的高分子衬板尺寸进行重新计算,最终,优化后的煤仓使用2a未发生堵仓事件,有效解决了堵仓问题。