基于微型遗传算法实现特定轨迹和姿态要求的新型机构设计及优化

针对自动化机械生产中较为复杂的生产工艺要求,首先设计了一种可以实现特定轨迹和姿态要求的新型机构,该机构为齿轮凸轮组合机构,其中齿轮机构用于实现组合机构执行端的直线往复运动,凸轮机构用于实现组合机构执行端的特定姿态要求以及配合齿轮机构的直线运动实现不同的轨迹要求。然后基于微型遗传算法,提出了通过优化新型机构中凸轮廓线来实现执行端的特定轨迹和姿态要求,同时实现其运动性能优化的方法。作为算例,将新型机构应用于超高速烟草包装机的铝箔烟包传送系统中,通过对机构的凸轮廓线的优化实现了铝箔烟包上短边折叠及其推送动作,同时还实现了机构运动性能的优化。结果表明:基于微型遗传算法优化的齿轮凸轮组合机构不仅可以实现铝箔烟包的折叠和推送动作要求,而且具有良好的运动特性,可减小对铝箔烟包的损坏,提高包装质量。     

基于遗传算法的补偿滑轮组变幅机构多目标模糊优化

由于补偿滑轮组变幅机构在起重机械中工作特点的需要,传统的单目标优化方法和优化数值解法,在同时满足设计的经济性与稳定性以及优化解的方面存在不足,基于此,本文采用了综合考虑机构稳定性和经济性的多目标优化模型,利用模糊理论建立了综合评价函数,在数值方法上应用求解精度高的遗传算法,具体算例的优化结果与文献[1]比较,在经济性与稳定性等各项技术上都获得了改善。     

新型高速包装机推手机构的系统化设计方法研究

为提升高速包装机械的工作效率,新型烟包推手机构的创新设计受到重视,其主要设计难点在于要求烟包推手机构执行构件按某种复杂轨迹进行精确运动并保持特定姿态.因此,本文基于德国产品研发标准VDI 2742、产品研发方法VDI 2221和现代产品研发理论,结合烟包推手机构的复杂轨迹要求和特定姿态要求,提出一种系统化的烟包推手机构...     

涡旋压缩机传动系统动平衡多目标优化的研究

针对涡旋压缩机传动系统动平衡优化设计,以轴承支撑合力、箱体底板的支撑力、输入扭矩及相应值的标准偏差的组合函数为优化目标,以轴承额定静载荷的10%及大小平衡块的总质量为约束条件,对大小平衡块的轴向布局及影响其质量和质心位置的尺寸提出优化设计,利用试验研究和遗传算法NSGA-Ⅱ组合进行多学科设计优化研究。仿真分析表明,该方法能够较好地获得综合平衡性能指标的最优值,对提高涡旋压缩机传动系统设计效率具有一定的现实意义。     

包装机开袋机构优化设计及应用

包装机的运行平稳性直接关系着乙烯等粒料产品的正常生产和包装质量。日常生产中,开袋机构故障频发导致包装线停车,进而造成前系统减产运行甚至前系统非计划停车,对橡胶的生产带来不利因素,造成不可估计的损失。针对开袋机构故障频发及结构设计不合理造成的停车问题,提出开袋机构的驱动臂、固定轴等结构的设计改造方案,重点对材料选择、固定方式、检修方法等方面进行优化设计。通过改造后的长期运行效果验证可知,优化设计方案可达到延长使用寿命、降低故障率、提高设备运行可靠性的效果。     

基于遗传算法的航空发动机转子动平衡优化计算

为实现航空发动机装机状态下转子动平衡功能,利用影响系数配平法结合遗传算法建立转子动平衡优化算法,该算法可用于计算真实航空发动机转子动平衡方案。通过发动机低压转子单面配平试验数据验证所建立动平衡优化算法的有效性;最终,利用该算法进行航空发动机转子动平衡方案计算,结果显示,单次配平可将发动机各测点在各转速下的最大振动值降低55.3%,表明其工程应用中的有效性。该算法可利用航线飞行中记录的发动机振动数据进行低压转子动平衡,使低压转子振动始终维持在较小水平,对提高发动机可靠性及使用寿命具有重要意义。     

复杂平面连杆机构集成优化动平衡研究

将集成优化方法和虚拟样机技术应用于框架传动机构的动平衡研究.以机构摆动力和摆动力矩的多体动力学计算结果为评价指标,直接对机构虚拟样机模型中影响机构动平衡效果的关键参数进行了优化.优化结果表明,机构摆动力的峰谷差降低了97.37%,均方根值降低了28.01%;摆动力矩的峰谷差降低了95.14%.均方根值降低了49.63%.为复杂平面连杆机构的优化动平衡提供了新的方法.     

基于仿真的机构动平衡实验台振动研究

将机械动力学与有限元分析方法相结合,建立了机构动平衡实验台振动测量的仿真方法.通过将轴承座设为柔体,对比分析了平面四杆机构平衡前后的振动情况.通过仿真计算,有利于在设计阶段掌握机构的平衡程度,该方法对同类复杂机构的动平衡分析具有参考价值.     

基于微型多目标遗传算法的薄板冲压成形变压边力优化

提出一种高效的薄板冲压成形变压边力多目标优化方法，该方法以减少冲压件的成形缺陷为优化目标，以变压边力曲线的特征参数为优化变量，采用自主开发的微型多目标遗传算法作为优化算法，并在优化过程中引入神经网络近似模型以减少数值模拟的次数，提高优化效率。通过NUMISHEET’93的U形弯曲标准模型和某车型前地板角支撑板冲压成形模型两个变压边力优化实例对该方法进行了验证。结果表明，该方法既能高效率地解决薄板冲压成形变压边力优化问题，又能仅通过一次计算就提供多组方案以满足对冲压件成形质量控制的不同需要。     

基于并行策略的多材料柔顺机构多目标拓扑优化*

多材料柔顺机构能够让设计者充分利用各种材料的优良属性,在力,位移,以及能量转移等方面获得更大的设计自由度,因而受到重视。针对受到广泛研究的柔顺机构,结合多目标拓扑优化的方法,提出相应的基于并行策略的求解模型。该方法的核心是将一个复杂的多材料多目标问题离散成为单材料子问题,然后并行求解,再根据整体目标的需要,对所有子问题的解进行调整以得到原始问题的解。针对多目标情形,提出新的材料与输出目标关系,从而在将多材料问题离散成单材料子问题的同时,也将多目标问题离散成单目标子问题。对所有的单材料单目标子问题采用各向同性材料的刚度插值-惩罚法并行独立求解。以上方法有其独特优势：在理论和实践上都比较简单,可以处理任意多种材料,可以避免零碎的拓扑结构因而有利于制造。通过算例说明了此方法的有效性。研究结果表明,该方法在某些输出需要特定材料的设计场合更具优势。     

基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的串联齿轮机构变位系数优化

为研究串联齿轮变位系数的合理分配问题,以中心距偏差和齿顶高变动系数为优化目标,同时考虑加工时不发生根切、齿顶不过薄、保证一定的重合度和不产生过渡曲线干涉等4个约束条件,建立了多目标优化模型。然后采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对目标函数进行求解,最终实现了串联齿轮变位系数的优化。研究表明,用这种方法进行串联齿轮机构变位系数的分配行之有效,优化后的齿轮变位系数符合工程实际,很好地满足了设计要求。     

考虑转速影响的机构动平衡研究

为了对机构的内部动态性能进行改善,应该进行机构的综合动力平衡.在传统研究机构动平衡问题时,均没有考虑机构的转速对动平衡参数的影响.该文通过仿真的方法,分别研究了在采用几种不同指标为优化目标时转速对平衡的影响,其结论对实际机构动平衡的优化具有参考价值.     

考虑外加负载影响的机构动平衡研究

为了对机构的内部动态性能进行改善,应该进行机构的综合动力平衡.而在传统研究机构动平衡问题时,均没有考虑外加负载对动平衡参数的影响.文中通过仿真的方法,分别研究了以几种不同指标为优化目标时负载对平衡的影响,研究结果对实际的机构动平衡具有参考价值.     

基于ADAMS的6 PSS并联机构多目标优化研究

为了进一步提高6PSS并联机构的承载能力和扩大其运动范围,提出了一种基于ADAMS的并联机构多目标优化方法.首先,采用参数化关键点的方法建立了6PSS并联机构的参数化模型;然后,以并联机构的移动副驱动力最大值和动平台质心转角最小值为目标函数,在满足约束的条件下,研究了不同的设计变量与机构的目标函数之间的关系;最后,采用...     

基于遗传算法的1000MW核电套装转子动平衡优化

本文提出了一种套装转子的主动平衡新方法,通过事先调整轮盘安装角度,在不改变现有加工设备和转子配重修正面的情况下,降低生产系统中的累计不平衡量,显著减少动平衡配重实验所需的时间和配重量,降低动平衡反复启停产生的不必要成本,该技术可在发电设备的动平衡上推广应用。     

基于ADAMS/Insight的某传动机构参数优化

传动机构的参数设计是否合理,直接影响机构的工作性能和寿命。文中以某传动机构运行到指定位置撞击最小为优化目标,分析其运动学参数,建立优化分析数学模型,进行单个设计变量的设计研究,确定了单个设计变量的灵敏度和优化值,然后运用ADAMS/Insight进行精确的多参量联合优化,得到了优化的试验方案。将优化方案模型和初始方案模型进行对比分析,结果表明优化方案相比初始方案明显降低了从动杆撞击时刻的速度,从而减小了撞击和噪声。     

基于遗传算法的动平衡最小二乘影响系数法的优化

基于对转子动平衡最小二乘影响系数法的研究,针对平衡过程中出现个别残余振动值偏大以及平衡效果不够理想等问题,将遗传算法引入到转子动平衡最小二乘影响系数法中。利用遗传算法的全局优化搜索特性对其进行优化改进及实现。实验结果表明,基于遗传算法的最小二乘影响系数法能达到更好的平衡效果。     

腹腔微创手术机器人远心机构多目标优化

机器人辅助微创手术需要借助多条远心机构协调工作,为避免在微创手术中多个远心机构发生碰撞,提出含有1个冗余旋转自由度的平行四边形机构,使其在手术过程中保持戳卡切口点不动,调整远心机构姿态避免发生碰撞。为获得综合性能较优的冗余远心机构,提出一种含有4个优化目标函数(运动学、刚度、紧凑性和动力学性能指标)、1个约束条件(质量约束)和3个优化变量(2个连杆长度和关节夹角)的多目标优化模型,应用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解上述问题。     

基于变形遗传算法的切削参数优化

提出了一种基于变形遗传算法的切削工艺参数优化方法.将生产率和生产成本共同作为优化目标,利用精英选择、交叉和变异概率的动态自适应策略,使遗传算法在收敛速度和寻优能力上有较大提高.并通过实例验证了该方法的优越性和有效性.     

基于基础结构法的柔顺机构动力学拓扑优化

提出一种新的在简谐激励作用下,基于基础结构法的柔顺机构动力学拓扑优化方法.框架单元能够包含弯曲模式,因此采用它的集合表示设计域.以动力放大系数最大化与应变能的最小化加权函数为目标,满足在动态条件下柔顺机构具有足够柔度和刚度;并且规一化目标函数避免不同性质目标函数的量级差异.目标函数的敏度采用伴随矩阵法求解,用移动近似算法对优化问题进行迭代求解.通过数值算例对不同外激励频率和不同输出刚度的拓扑优化结构进行分析讨论.结果表明,该方法在柔顺机构动力学拓扑优化设计中是正确的和有效的.