五轴联动数控加工中旋转角度的选取与优化

在后置处理中．根据刀轴矢量信息，求得所有旋转角度的可能值。利用最优化理论的方法，以效率最优为目的，对所有可能值进行选取。针对高曲率加工案例，用对折插值法对NC代码进行插值优化处理，提高零件的加工精度，并通过VERICUT仿真分析和实际加工实验进行验证。     

钻孔加工中调整角度的旋转图解法

提出采用旋转图解法计算钻孔加工中的调整角度。     

激光自混合干涉角度测量参数优化及旋转方向判别

对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分析了实验参数给角度测量带来的误差影响并进行了模拟仿真,提出了利用该非线性关系判别反射体旋转方向的方法。最后,进行了激光自混合干涉角度测量实验并给出若干个实验参数条件下分别得到的角度测量结果。实验结果表明,实验参数优化后,角度测量误差大幅减少;在最优情况下,比未优化方法的测量精度提升了一个数量级,可达10-5 rad,证明了提出的实验参数优化方法和反射体旋转方向判别方法的有效性。实验结果还显示,使用提出的方法在提高测量范围的同时仍能进行高精度的角度测量,从而进一步拓宽了基于反射体旋转引起的激光自混合干涉效应的应用范围。     

旋转尾管悬挂器轴承密封圈的有限元分析及结构优化*

采用有限元分析软件ANSYS对旋转尾管悬挂器轴承的密封结构进行有限元分析,并进行参数及结构优化。应用ANSYS的PDS模块分析密封圈的几何尺寸对最大接触应力和最大等效应力的影响,得到对最大接触应力和最大等效应力影响最为灵敏的共同参数为唇夹角、密封圈宽度、密封圈长度、密封圈根部长度。应用ANSYS的优化设计模块对4个共同参数进行优化,得到优化序列。优化后密封圈与挡圈的最大接触应力增大了44%,最大等效应力降低了29.1%。     

基于Isight的橡胶动力吸振器参数化优化

为满足动力吸振器系统固有频率性能要求,应用Isight集成软件平台进行有阻尼橡胶动力吸振器结构尺寸优化设计。以圆筒形橡胶元件为例,通过数值仿真研究橡胶动力吸振器质量块质量不变时,橡胶元件结构尺寸变化对振动系统固有频率的影响,结果表明动力吸振器系统固有频率随圆筒形橡胶元件结构尺寸的变化而改变。以圆筒形橡胶元件外圆半径、高度和质量块外径作为优化设计变量,以橡胶动力吸振器固有频率为优化目标,建立优化设计数学模型,基于Isight集成平台对橡胶动力吸振器尺寸进行优化。结果表明,优化所得动力吸振器系统固有频率值与目标值吻合较好,误差为4.6%,并通过产品实验验证了优化方法的有效性。     

SA-PSO算法在动力吸振器参数优化中的应用

针对某7座中型SUV在2档节气门全开工况下存在的噪声问题,采用噪声振动测试和有限元分析相结合的方法进行分析,发现在214Hz频率附近存在明显的共振带,且在四阶次激励下尤为明显。该共振带频率与副车架二阶模态固有频率接近,需消除此共振带,降低车内噪声;采用副车架上加装吸振器的方案,使副车架二阶模态避开该共振频率。引入模拟退火算法与粒子群优化算法相结合对动力吸振器进行参数优化。采用优化参数设计了一款动力吸振器并进行仿真验证及实车安装,经验证所设计的动力吸振器消除了214Hz共振带,明显地降低车内噪声。     

基于 Petri网的柔性制造系统动态优化模型

为解决柔性制造系统的动态优化调度问题,在基于扩展高级全局决策Petri网的柔性制造系统优化模型的基础上,提出了实时一优化切换控制Petri网模型。该模型在柔性制造系统发生加工设备故障、急件插入等异常情况时,自动切换并运行全局优化调度算法,并在系统允许的时间范围内,再切换返回到原有系统状态,按照新的优化结果运行。最后,以实时一优化切换控制Petri网模型与基于遗传的最小平衡算法结合为例,证实了该模型是有效的。     

混合动力发动机动态轨迹优化研究

混合动力发动机动态工况变化贯穿于其运行过程的始终,因此对该动态过程进行优化并获取发动机的最优动态轨迹对于提高发动机经济性和排放性具有重要意义,而驱动电动机对于整车动力需求的补偿也使发动机运行轨迹的控制成为可能。针对混合动力发动机动态轨迹优化问题,采用场协同理论建立混合动力发动机动态工况效应场,并进行动态特性分析,将动态工况的最优化问题转化为工况场空间内的轨迹优化问题。利用空间轨迹优化计算方法将该轨迹优化问题进一步简化为场空间内的场效应累积数最小化问题,进而采用离散空间的最速梯度法进行求解,得到动态过程中针对不同目标因素的最优轨迹。仿真及多样本对比试验结果表明,该最优动态轨迹算法能够有效完成控制目标需求,实现了动态工况下目标因素的最优控制。     

重型机械传动系统动态载荷优化研究

采用ADAMS建立了某重型机械传动系统整车结构的动力学模型。针对满载和空载工况下装载机结构系统进行了动态载荷计算,采用多岛遗传算法优化了桥壳载荷分配率。分析了不同车速和工作装置的不同提升高度对车辆动态性能的影响。结果发现,在在不平坦的路面上快速行驶时,对车辆造成的振动较大。通过试验分析了不同作业过程下桥壳所受载荷的动态变化规律和大小,试验数据为装载机的多体动力学分析提供了数据参考。     

考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计

建立了带扭转动力吸振器的动力传动系统模型,考虑了动力传动系统与后桥的耦合作用,推导了带扭转动力吸振器的动力传动系统振动动力学方程;对扭转动力吸振器的影响进行研究,分析了加入扭转动力吸振器后动力传动系统自由振动和强迫振动性能的变化及其原因;将区间不确定性优化模型引入动力传动系统振动分析中,保证了不同制造条件和使用工况下扭转动力吸振器均能最大程度发挥其作用,且允许扭转动力吸振器参数存在宽松的设计公差。     

数控机床动态性能的分析及其结构优化

利用动态实验分析和理论模型分析两种方法对卧式加工中心的动态性能进行了分析,通过实验测试数据与理论计算结果对比分析,验证了理论模型的合理性,找出了机床的薄弱环节,并进行了结构优化。优化后分析结果证明,机床结构的最大变形值都相应降低。     

发动机关键配气相位角的分析与优化

发动机的四个配气相位角中,排气提前角和进气晚关角最为重要。运用AVL BOOST软件建立了某款汽油发动机的数值仿真模型,根据台架实验数据对模型进行了标定。保持原气门重叠角和升程不变,按每5°CA的间隔分别对排气提前角和进气晚关角进行改变,研究不同排气提前角和进气晚关角对发动机不同转速扭矩和功率的影响规律,确定最佳的排气提前角和进气晚关角。经过优化发动机的最大扭矩提高了5.39N·M,最大功率提高了2.82kW。     

柔性车间调度与设备维护的联合优化研究

在现实生产中,生产调度和设备维护具有相互影响的关系,应将两者统筹优化。在理论研究中,柔性车间调度和设备维修决策的联合优化问题尚鲜有研究。为解决这一问题,以车间调度理论和预防性维护理论为基础,建立了柔性车间调度和设备维护的联合优化模型。同时依据问题的特性,设计了求解上述模型的双层编码遗传算法方案。最后通过实例进行仿真,得出了满足总完工时间最小条件下的最优生产和维修方案。通过与独立决策结果对比,证明了联合优化模型和算法的有效性。     

多品种批量生产企业的动态生产计划研究

介绍了多品种批量制造企业的一种动态生产调度模型，用于灵活处理企业在实际生产中出现的多变的生产情况．．该模型将最小化交货期的提前／拖期惩罚作为企业生产规划的目标，将企业的生产能力、现有订单及新合同订单状况、设备状况作为优化求解的约束，建立了混合整数线性规划问题(MILP)的数学模型实例分析结果证明了模型的有效性和实用性。     

带滚珠丝杠副的直线导轨结合部动态刚度特性

借助弹性力学中的赫兹接触理论,分析计算直线滚动导轨的线刚度、滚珠丝杠副和角接触球轴承的轴向刚度,建立带滚珠丝杠副的机床直线导轨结合部的动力学特性理论模型,开发了计算软件;以一款立式加工中心为研究对象,分析计算带滚珠丝杠副直线导轨结合部动态刚度,着重讨论工作载荷对结合部动态刚度的影响规律,基于有限元法分析含结合部动态参数的加工中心整机动态特性。研究结果不仅突破了目前机床直线导轨结合部刚度模型不考虑滚珠丝杠副之缺陷,而且与传统的参数识别法和有限元法相比,具有物理概念清晰、计算过程简单等特点。     

复合材料铺层角度对蜂窝板动态性能的影响

为了提高卫星探测器蜂窝板的动态性能,将蜂窝板中的蒙皮和支撑结构采用复合材料设计。对蒙皮和支撑结构设计了六种复合材料铺层方案,并与常用的铝材结构进行分析对比,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,通过对复合材料件及蜂窝板整体结构的动态性能分析,研究铺层角度对蒙皮、支撑结构及整体蜂窝板刚度的影响,确定了最佳方案,满足航天飞行器基频设计要求。研究工作为蜂窝板的结构优化设计提供了理论依据,对同类航空结构的设计也有很好的借鉴作用。     

大位移桥梁伸缩缝的垂向动力学响应研究

以大位移桥梁伸缩缝为研究对象,应用动力学分析的理论方法,并结合数值计算,进行了垂向动力学研究。其中,建立了完整的垂向动力学理论模型,即模拟在行驶的汽车通过伸缩缝的整个过程中,汽车载荷的冲击对伸缩缝垂向振动的影响。并且结合载荷形式,对完整模型的方程组进行联立求解,计算了不同车速下伸缩缝的垂向振动响应。计算结果,用于对研究载荷的冲击系数以及大位移桥梁伸缩缝的关键部件结构参数,从而为伸缩缝的合理化设计提供理论依据。     

基于轴系动力学分析的全工况下减振器匹配优化设计

扭振是发动机正常工作时一种常见的振动形式,严重的扭振可能会引起发动机轴系的疲劳破坏.为了有效的降低发动机的扭振,提出了 一种基于柴油机轴系动力学分析的全工况下硅油减振器优化设计方法,以提高硅油减振器与发动机轴系的匹配效率.为了验证该方法的有效性,以某型六缸柴油发动机曲轴轴系为研究对象,建立考虑硅油减振器、皮带轮-正时齿...     

基于ANSYS的桥式起重机多目标动态优化设计

针对目前桥式起重机设计大多以静强度作为主要设计准则,设计模型修改困难等问题,以浙江金港船业的10t-34．5m桥式起重机整体结构为设计原型,采用有限元法动态分析理论,建立系列通用的桥式起重机有限元参数化模型,并对其进行动态分析,分析结果作为优化设计模型的目标函数。采用改进的非支配排序遗传算法（NSGA—Ⅱ）,对结构进行多目标动态优化设计,有效减轻了桥式起重机的质量,提高了桥式起重机金属结构的动态性能,为桥式起重机的设计提供了一定的理论依据。     

动态贝叶斯网络在传感器逻辑结构动态优化中的应用

提出一种安全监测系统传感器逻辑结构的动态优化方法，通过一个动态贝叶斯网络描述被监测系统（设备）与安全监测系统的关系，将由于安全监测系统“漏报”和“虚警”2类故障引起的总预期损失降到最小，从而确定传感器系统最优的动态逻辑结构。用一个3传感器安全监测系统逻辑结构动态优化的算例说明所提方法的特性和优点。