以功率为目标的汽油机凸轮型线优化研究

建立了基于GT-POWER的车用高速汽油机性能仿真模型,并结合单纯形优化算法,建立了七次多项式动力凸轮的优化设计模型.对进排气凸轮型线控制参数、正时、包角、升程等18个设计变量进行了以功率最大化为目标的综合优化设计.建立了双顶置凸轮轴配气机构多体动力学模型,对优化的进排气凸轮进行配气机构动力学性能评估.计算与试验均表明:通过凸轮型线、配气相位及升程的优化设计,原机功率可以提高4.5%左右.计算表明:进气门凸轮接触应力波动小于原机,排气门的动力学性能与原机相当,台架试验也证明了优化后的配气机构动力学性能是可靠的,并已应用于改进机型批量生产.     

避碰组合多项式凸轮型线及其优化设计

构造了一种避碰组合多项式凸轮型线 ,可适应内燃机高压缩比、小余隙容积和配气凸轮较大时面值的要求。给出了型线的设计方法。在三自由度模型动力分析的基础上 ,建立了以凸轮型线时面值为目标函数、以机构动力性能及强度等为约束条件的动态优化设计模型。数值算例表明 ,该型线在保证机构充气性能和动力性能的同时 ,避碰效果非常明显 ,有利于在结构许可的范围内减小余隙容积 ,提高内燃机综合性能     

几种非对称凸轮型线在下置式凸轮轴高速柴油机中的设计研究

在某下置式凸轮轴高速柴油机的基础上,采用多项动力、分段加速度及多项动力-分段加速度三种方法拟合非对称凸轮型线.通过双质量的运动学模型计算出凸轮型线的速度和位移曲线,并比较了丰满系数、跃度及凸轮挺柱间的最大接触应力特性,确定了型线优化的最终方案.在基于多自由度的动力学模型下,从气门落座力、凸轮挺柱接触应力、气门加速度、气门速度及位移等方面,比较原型线与优化型线的差异,结果证明优化后的凸轮型线在以上各个方面都得到改善.     

几种分段组合式凸轮型线之比较

本文对同一发动机的凸轮轴下置式气门机构分别用４种类型的分段组合式凸轮型线和１种整段高次６项式凸轮型线进行了优化设计；在各种型线的参数都已优化的基础上比较了它们的特性，包括机构不发生动力学异常的转速上限、凸轮一挺柱副最大接触应力、挺柱工作升程图丰满系数和凸轮的润滑特性数；由此得出了较为全面的评价。     

五次样条配气凸轮型线动力优化设计

本文探讨配气凸轮型线动力优化设计方法。文中，凸轮型线采用五次Ｂ样条函数构造，并用有限元法作为配气机构动力分析手段。优化设计模型是以凸轮型线时面值最大为目标函数，以配气机构的结构，振动及强度要求等为约束条件，设计变量取为样条结点处的型线加速度。优化设计结果表明，利用本法设计的凸轮型线不但能保证中够大的时面值，而且能显著改善配气机构的动态特性，适用于高速内燃机配气凸轮型线的设计。     

配气凸轮型线动态优化设计研究

作者提出一种将凸轮型线与机构动态参数统一考虑进行配气凸轮型线动态优化设计方法。以低次方余弦组合曲线为例，重点对动态优化设计中目标函数的确定和约束条件的建立进行论述。本文所提出的动态优化设计方法与配气机构的实际工作情况更加吻合，不论从充气性能、机构的振动还是从寿命等方面．经过动态优化设计后的凸轮型线均能满足凸轮设计指标的所有要求。     

汽油机凸轮型线的计算机优化设计

将约束最优化问题中的复合形法应用于配气机构五项式凸轮型线的优化设计中。详细论述了配气凸轮五项式型线设计的数学计算模型及优化设计计算模型，并对－凸轮进行了优化设计。     

6L21／31型中速柴油机配气相位及凸轮型线优化

针对6L21／31型船用中速柴油机存在燃油消耗率偏高,凸轮磨损偏重等问题,本文首先利用BOOST软件建立柴油机工作过程数值计算模型,对配气相位进行了优选。在此基础上利用TYCON软件建立柴油机配气机构运动学和动力学计算模型,并对凸轮型线进行了优化设计。结果表明：通过优化配气相位和凸轮型线,在一定程度上提高了该柴油机的动力性和经济性,改善了原机配气机构运动学与动力学特性,提高了气门升程的丰满系数,并降低了进排气凸轮与从动件的接触应力。     

椭圆—幂函数组合凸轮动力学优化设计

本文以椭圆幂函数凸轮型线建立动力学优化设计的数学模型。在设计中将整个配气机构简化成单质点振动模型,用龙格—库塔法求解数值。为了节省机时,选用一种新的优化方法——浮动正交网格法进行优化处理。这种方法也可用于其它凸轮型线的设计。     

顶置凸轮轴凸轮型线的优化设计

以顶置凸轮轴（摇臂驱动气门）的凸轮为研究对象,在运动学、动力学计算的基础上,选用5项式高次方凸轮型线,将平稳可靠作为约束条件,丰满系数作为目标函数,并采用极小网格法的优化设计方法设计凸轮。用该方法设计的配气凸轮,丰满系数较高,在内燃机全部工作转速范围内,配气机构不会发生飞脱和气门落座反跳现象。     

基于MATLAB的配气凸轮优化设计

建立了七次多项式动力凸轮型线的优化设计数学模型;利用MATLAB及其优化工具箱(Optimization Toolbox)对此问题设计程序求解。并以具体的某配气系统为例,进行优化求解,结果表明,优化后凸轮的特性参数更佳。     

8240ZJ型柴油机配气机构的动力学优化

利用自行开发的基于单自由度气门—弹簧模型的动力学优化程序 ,对 82 4 0ZJ型柴油机配气凸轮型线及机构进行了研究 ,探讨了不同配气凸轮型线、柴油机转速、气门间隙、配气机构刚度和气门弹簧刚度对该机配气机构的影响     

调节阀特性非线性补偿对动态特性影响的仿真研究

调节阀特性非线性将影响机组的稳定运行,必须通过非线性补偿,使机组的静态特性线性化。液压调节系统通过凸轮转角与阀门升程特性的调整实现线性化,数字电液调节系统通过非线性补偿函数实现系统特性的线性化。通过计算机仿真,对不同补偿方式时系统的动态特性进行了研究,结果表明,当油动机滑阀没有限幅时,两种系统的补偿环节对动态特性没有影响;当油动机滑阀具有限幅时,数字电液调节系统补偿特性对系统的动态特性具有重要的影响,为了保证系统的稳定,必须限制补偿环节的斜率或者负荷扰动的幅值。为调节系统补偿环节的设计提供了理论依据。     

三偏心快关阀的液压系统设计与动态特性仿真

大型三偏心蝶阀作为紧急切断系统逐步推广应用到燃气发电机组进气保安系统中,其液压控制系统的动态响应特性及可靠性对电站安全运行至关重要。针对三偏心蝶阀作为紧急切断阀系统的功能要求,设计出满足紧急切断要求的液压控制方案。建立液压控制系统的仿真模型,对开阀及关阀过程进行系统的动态特性仿真,并对研制的紧急切断阀系统的动态响应进行了试验,全开过程中执行机构活塞实测最大位移比仿真结果大0.2mm,快关阀全开和紧急关闭实测最长时间都比仿真结果多0.01s。证明在设计过程中采用仿真技术能够准确地预测设计的三偏心蝶阀系统的动态响应特性和优化设计方案。     

内燃机配气机构的动力学虚拟仿真研究

采用虚拟样机技术对配气机构进行动力学仿真研究,并用Visual Basic语言编程,计算2种凸轮型线的特征参数及凸轮轮廓面.分析了在不同凸轮转速下2种凸轮型线的气门运动情况,利用信噪比讨论配气机构的动态特性.仿真计算结果表明:基于虚拟样机技术建立的仿真模型对配气机构的运动规律有良好的预测效果;通过比较发现,FB-Ⅱ型凸轮在低速时动态性能较好,而高次方凸轮型线在较高速度时动态性能较好.     

汽轮发电机组多变量PID控制器的优化设计

提出了一种用遗传算法进行多变量PID控制器参数优化的方法。该方法利用遗传算法提供的通用框架,对PID控制器参数进行全局优化。方法仅要求目标函数可数值计算,不限制被控对象模型的具体形式,也无需目标函数和控制参数间的解析关系,因而具有良好的通用性。对汽轮发电机组控制系统的仿真研究表明:该方法整定的多变量PID控制的解耦效果虽稍逊于高阶的正规矩阵参数优化方法,但比多回路PID在解耦特性上有明显改善,且具有一定的抗干扰能力和鲁棒性,显示了方法的可行性和良好的动态性能。图5参9     

地面重型燃气轮机压气机叶型的优化设计

将优化理论引入压气机叶型设计,建立了具有自动优化设计能力的平台。该平台由自主开发的二维叶型生成程序、网格生成软件Gambit、流场计算分析软件CFX以及自主开发的优化模块组成。以某地面重型燃气轮机压气机叶型为优化对象,以总压损失系数为目标函数,流场分析中考虑转捩情况。优化设计之后,叶型气动性能有较明显改善。设计工况下叶型总压损失系数较原型下降了3.63%,非设计工况下的性能也优于原型。     

配合比参数对混凝土硫酸盐冻融破坏的影响

以用于渠道衬砌的混凝土为例,利用二次通用旋转组合设计优化渠道衬砌用混凝土配合比参数,选取粉煤灰、矿渣、粗骨料体积率、水灰比4个因素,以渠道衬砌用混凝土硫酸盐冻融300次后的相对动弹性模量为指标,建立回归模型,通过对试验结果的方差分析及对所建立模型的优化得到混凝土的最优配合比。结果表明,混凝土抗硫酸盐冻融最优参数为粉煤灰掺量110kg/m^3,矿渣掺量70kg/m^3,粗骨料体积率为0.335,水灰比0.4,在该最优条件下混凝土相对动弹性模量为90%,二次通用旋转组合设计优化所得混凝土配合比具有良好的抗冻耐久性。     

摩托车结构最优化设计的动态特性约束条件

在摩托车车架的优化设计中 ,结合有限元计算 ,调整结构自振频率 ,可有效减少常用转速下因共振而带来的问题 ,分析表明 ,结构动态特性作为摩托车结构优化设计的约束条件之一 ,影响最优化约束可行域的大小 ,从而影响最优化结果。