注塑机拉杆固定端三角螺纹的应力分析与优化

针对注塑机拉杆在使用过程中易在其固定端三角螺纹处早期断裂的问题，就三角螺纹的特点，采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆固定端三角螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型。在对比分析弹性材料与弹塑性材料三角螺纹受力特点的基础上，运用弹性材料的分析模型对三角螺纹参数进行优化。对比优化前后拉杆三角螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明，拉杆三角螺纹的承载能力得到大幅提高，并可确定拉杆三角螺纹的合理牙型数。     

注塑机拉杆传动端梯形螺纹的应力分析与优化

针对注塑机拉杆在使用过程中易在其传动端梯形螺纹处早期断裂的问题,就梯形螺纹的特点,采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆传动端梯形螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型.在对比分析弹性材料与弹塑性材料梯形螺纹受力特点的基础上,运用弹性材料的分析模型对梯形螺纹参数进行优化.对比优化前后拉杆梯形螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明,拉杆梯形螺纹的承载能力得到大幅提高,并可确定拉杆梯形螺纹在与螺母配合处之外的合理牙型数.     

油管螺纹联接受力分析及优化措施

随着油管的大量应用,人们开始越来越重视如何提高油管寿命问题,而粘扣是影响油管寿命的主要因素。本文针对油管螺纹粘扣问题,利用ANSYS软件建立有限元模型,对油管螺纹联接上扣状态进行受力分析,得到了油管螺纹连接后各扣牙的受力情况。同时对有限元的计算结果进行分析,得出导致油管发生粘扣的原因,并提出了解决油管螺纹粘扣的结构优化措施。     

多目标优化的求解方法与发展

本文首先介绍了传统多目标优化求解方法和改进;对遗传算法,模糊优化,神经网络等算法在多目标优化中的应用做了介绍;最后介绍了满意度.     

钻头连接螺纹断裂分析

断扣是连接螺纹失效的主要形式之一,导致井下事故时有发生,严重影响钻进过程.基于某公司发生的钻头连接螺纹断裂现象,从理论上分析连接螺纹的受力情况,还原事故发生的过程,推断螺纹断裂的原因,分析失效的基本原理,并通过有限元方法予以验证.最终得出该断裂现象发生的主要原因是钻具螺纹端面未顶紧钻头止扭台肩,导致连接螺纹牙根部集中应力过大.该结论为推荐上扣扭矩提供理论依据.     

精密机床半主动隔振系统多目标优化

针对精密机床半主动隔振系统最优化问题,建立2自由度机床力学模型;以导轨2点加速度均值最小为优化目标函数,并考虑多种约束条件,编制了具有基因库和E算子的遗传算法软件包GaE对机床隔振系统主动元件和被动元件参数进行优化.优化结果表明,用遗传算法求解2自由度机床隔振系统最优化问题是高效的,同时也是全局收敛的.     

基于多目标遗传算法的汽车玻璃升降器结构优化设计

卡滞、振动噪音等不正常现象时常会出现在叉臂式玻璃升降器结构的运行过程中,基于Catia和ANSYS Workbench平台并结合实践,采用多目标遗传算法对玻璃升降器的机械结构参数优化设计,以减轻玻璃升降器质量、提高结构强度,从而降低卡滞、振动等现象产生。优化结果表明,升降器的两侧凹槽处均可以作为升降器结构优化的Pareto优解集,在满足升降器结构强度、刚度、变形的情况下,设计轻量化玻璃升降器结构,最终为汽车玻璃升降器的整体优化设计提供理论依据。     

基于拓扑优化与多目标优化的给料机关键部件结构设计

针对给料机经常因为强度不足而发生失效的问题,基于有限元法对某型号振动给料机进行典型工况下瞬态动力学分析,同时开展相应工况下动应力测量,结果表明给料机的失效主因为弹簧上座结构设计不合理。因此,基于变密度法和子结构法,建立以弹簧上座组合应变能为优化目标函数,约束应力和体积分数的拓扑优化模型,基于灵敏度分析和最小二乘法建立了一阶扭转、弯曲频率和总质量的响应面模型,最后利用遗传算法对响应面模型进行多目标优化,得到Pareto最优解集。结果表明优化后结构固有频率分别提高了4.17%和6.30%,最大动应力减小了46.4%,提高了给料机整体的刚度和结构可靠性。     

考虑产品性能需求的公差多目标优化

为解决传统的成本公差设计模型中只注重成本和质量损失这两个与价值有关的因素而忽视了产品本身性能的问题,本文综合考虑产品性能、加工成本、质量损失等因素后建立公差多目标优化模型,采用遗传算法对其进行求解,最后以某齿轮泵为例进行验证该模型的有效性。     

圆盘式磁流变制动器磁路多目标优化

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(MOGA)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解,并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优,得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明:所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,并提高磁流变制动器的制动力矩,可作为磁流变制动器设计的参考。     

基于遗传算法的采煤机螺旋滚筒多目标优化设计

为实现采煤机螺旋滚筒截煤和装煤时综合性能最优,基于虚拟样机技术和离散元理论,得到了滚筒各截割性能指标与装煤率随不同结构及运动参数的变化规律,依据机械优化设计理论建立了各性能指标的评价函数。选取螺旋升角、截线距、转速和牵引速度为设计变量,建立了以不同性能指标为分目标的多目标优化模型,利用遗传算法求解得到了最优的结构参数和运动参数。结果表明,利用遗传算法优化后滚筒的最大切削面积增大247mm2,截割比能耗减小0.014kW·h/m3,截割功率减小10.8kW,截割阻力减小7085kN,装煤率提高1.7%,有效地提升了滚筒的综合性能。研究结果为滚筒结构参数和运动参数的选取提供了数据支撑,具有一定的工程应用价值。     

基于有限元技术的螺纹联接扭矩系数分析与计算方法

在螺纹联接的装配过程中,为保证连接的可靠性,必须为连接提供合适预紧力,因此需要确定预紧力一扭矩关系（扭矩系数）,从而施加台适的装配扭矩。文中研究了螺纹联接传统分析方法的不足和螺纹联接几何、材料、接触等因素,提出了一种螺纹联接扭矩系数的分析与计算方法,利用有限元技术得到更加准确的结果。建立了螺纹联接3D有限元分析模型,解决了接触分析中刚体位移问题。分析得到轴向载荷分布关系和预紧力一扭矩关系曲线,计算得到的扭矩系数合理准确。     

一种基于多目标优化的测试性分配方法

针对测试性分配问题,在测试性分配数学分析的基础上提出了一种以全生命周期费用和测试性水平为目标的多目标优化模型。在求解模型时,按照权重将多目标问题转化为单目标优化问题后采用浮点编码遗传算法求解,该模型有利于提高求解精度,尤其在分配参数较多的情况下,可以改变各目标权重值,满足不同的分配需求。最后应用该模型对某型工程机械液压系统进行实际分配,分析结果表明该模型能够对系统测试性和全生命周期费用进行有效权衡,在系统及其子系统（或单元）测试性指标约束下进行合理的测试性分配。     

夹具布局和夹紧力的优化方法研究

在分析了目前夹具布局和夹紧力优化设计方法的基础上,基于遗传算法和有限元方法,提出了一种优化夹具布局和夹紧力的方法。通过对一薄壁件的夹具优化分析,验证了该方法的有效性,该方法可以降低由于装夹不当所引起的工件变形程度,从而提高了加工精度。     

收纳仓的多目标优化设计

以喷涂行业缸体收纳仓所受载荷为研究对象,先利用三维软件对收纳仓进行建模,再利用Workbench软件进行数值仿真,并对收纳仓结构设计的若干参数进行优化设计,通过仿真分析其结构设计参数与收纳仓最大正应力之间的关系,求出收纳仓轻量化设计参数的最优解。优化结果表明,在保证收纳仓强度和刚度的前提下,收纳仓的质量降低了约3.4%,从而节约了收纳仓的制造成本,提高了收纳仓抵抗变形的能力,为收纳仓的设计及轻量化提供了理论依据。     

多目标遗传算法的混合动力传动系参数优化

对基于超级电容的混合动力客车(hybrid  electric bus,HEB)进行了混合动力传动系多目标参数优化设计。通过CRUISE建立HEB整车仿真模型和传动系多目标参数优化模型,以等效燃油消耗量和加速时间为优化目标,同时运用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和iSIGHT优化软件对HEB传动系参数进行多目标优化,并进行了HEB性能仿真分析。结果表明,与优化前相比,优化后的等效燃油消耗量降低了
7.8%,连续换挡加速时间减少了6.5%。
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基于多目标遗传算法的齿轮传动优化

针对某牵引机车齿轮常出现齿面胶合、点蚀等问题,采用遗传算法,以重合度,齿面接触应力和齿根弯曲应力为优化目标,对齿轮的啮合参数进行了优化。为节省计算成本,在齿轮参数化有限元模型仿真计算的基础上,建立了齿面接触应力和齿根弯曲应力的代理模型。结果表明:遗传算法在多维区域内能快速有效的搜索Pareto解集,实现多目标的优化。以优化的结果对齿轮进行重新设计后,经有限元仿真验证,轮齿齿面接触应力及齿根弯曲应力均得到有效降低。     

基于遗传算法的锻压机床多目标优化设计方法

提出了一种基于遗传算法的锻压机床优化设计方法,并基于该方法开发了一个以多目标参数优化系统为核心的优化设计平台。该设计平台综合运用了Pro/E的建模及分析计算能力和MATLAB的数学分析处理能力,使得在该优化平台上进行的优化设计既可以保证以精确的实体模型的分析结果为指导,又能基于遗传算法进行多参数多目标协同优化,从而提高了锻压机床的设计效率和优化效果。以某锻压机床为实例,验证了该平台的有效性和可靠性。     

极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究

以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。 