基于响应面法的25钢数控车削工艺参数多目标优化

基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.5mm;对应的切削力为165.95N,表面粗糙度为0.918μm,加工时间为5.44s;研究结果对基于数控车削工艺技术的参数优化有一定的参考价值。     

多材料微流挤出3D打印喷头优化设计

为了满足微流挤出工艺陶瓷3D打印机连续打印多材料以及均匀混合的要求,设计了变内径螺杆挤出式3D打印机挤出混料新结构,不仅可以实现高固含量浆料在喷头内部单向输送,同时通过变内径螺杆旋转搅拌使两种材料混合均匀。通过Ansys响应面优化,在挤出头段以最小压力实现最大面积加权平均速度为目标函数,实现在低功耗高输出的不同需求下匹配不同挤出速度;在螺杆段以优化最大剪切速率为目标函数,实现两种陶瓷浆料的均匀混合。结果表明,通过参数化优化后可以在螺杆低转速与小型化的要求下,实现不同小流率高精度打印及两种材料的均匀混合。     

响应面法与遗传算法相结合的注塑工艺优化

应用田口方法进行试验设计,应用计算机辅助工程技术对注塑成形过程进行了分析,建立了注塑成形工艺参数与翘曲度关系的代理模型——响应面模型,对模型进行了验证研究,将响应面法与遗传算法相结合进行了注塑工艺参数优化。结果表明,响应面模型是准确可靠的,将响应面法和遗传算法相结合,可有效提高运算速度和优化效率。     

基于响应面法的炮口制退器优化研究

为研究炮口制退器综合性能,建立某型火炮带炮口制退器的炮口流场动力学模型,考虑梯形上底边长、扩张半角、梯形的倾斜角和制退器喷口内侧长等结构因素,以制退器效率和炮手位置的冲击波峰值表征炮口制退器综合性能,进行验证、仿真和分析.并且基于正交设计法建立输入输出样本对,利用响应面法,得到设计参数与性能指标之间的非线性映射关系,构建炮口制退器综合性能目标函数,从而可以为炮口制退器综合性能的优化提供一定依据.     

基于响应面法的剪力板阻尼器设计优化

为了提高剪切面板阻尼器(Shear Panel Dampers,SPD)在大塑性应变范围内的稳定性和变形能力.利用响应面法对SPD进行优化,采用有限元法对不同宽度和厚度的SPD进行分析,并选取应变集中系数作为优化目标,当迭代计算收敛时,得到了SPD的最佳参数,并通过试验验证.试验结果表明,基于响应面法的优化后的阻尼器能...     

基于响应面法的薄壁件铣削参数有限元优化

铝镁合金薄壁结构件在航空工业中广泛应用,但在其加工过程中常因为刚度不足而引起变形。针对上述问题,提出一种基于响应面法的铣削加工参数有限元仿真方法,可有效控制变形及加工质量。对圆柱螺旋立铣刀的铣削加工过程建立刀具平均切削力模型,并将该模型应用于有限元仿真试验。通过对Box-Behnken法设计的四因素三水平试验结果进行分析,探讨了切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量等4个因素与切削变形的关系。同时,以工程中的典型薄壁结构件为例,优化了该类薄壁结构件的铣削参数,经有限元仿真验证,该优化方法能够有效控制铣削过程的变形。     

基于响应面法的滑动结合面动态特性参数优化识别

针对机床滑动结合面动态特性参数识别困难和现有方法模型复杂、计算量大等问题,提出了基于实验模态分析和响应面法的动态特性参数优化识别方法。通过试验设计获取样本点构造滑动结合面的多项式响应面模型,以响应面的计算结果与实验模态分析结果的相对误差构造目标函数,采用自适应模拟退火算法优化求解,从而识别出滑动结合面的动态特性参数。以机床动态特性分析实验台上立柱导轨与滑座间的滑动结合面为实例进行了建模、实验、参数识别等分析。结果表明,采用所提出的方法可实现较高的识别精度,可显著提高识别效率。     

基于响应面法的同向出流旋流器结构参数优化研究

基于响应面(Response Surface Methodology,RSM)方法,以同向出流水力旋器为研究对象,以结构参数为输入变量,以底流口含油浓度为响应目标,分析旋流器分离效率随各结构参数在一定范围内的变化情况。完成不同结构参数对旋流器分离性能影响的局部灵敏度分析,同时基于多项式模型构建结构参数与响应目标间的回归方程,进而拟合出最佳的结构参数及分离效率。采用方差分析方法对回归方程进行灵敏度及精度分析,同时加工旋流样机对模型预测出的最优结构进行室内试验验证。结果显示回归方程具有较高的精度及灵敏度,预测出的旋流结构分离效率为96.58%,比初始结构效率升高了4.45%,与试验结果一致。充分验证了所得回归方程以及预测结果的准确性。     

基于响应曲面法的溅射沉积薄膜工艺参数优化

为了研制出适用于高温等恶劣环境且性能优良的用于切削力测量的合金薄膜传感器,结合新型合金薄膜材料的基本性能和离子束、磁控溅射技术,研究了新型薄膜传感器的制作工艺,建立了影响薄膜溅射速率的试验分析模型,研究了氩气流量、氩气工作压强及溅射功率三个因素对薄膜溅射速率的影响,应用响应曲面法对模型进行了优化,并运用方差分析检验了该预测模型的拟合度,建立了溅射速率的等值线和响应面,从而确定了各因素的最佳水平范围,实现了工艺参数的优化。     

基于响应面法的多材料优化模型与应用

基于二阶响应面法,建立高效多材料、多目标优化模型,研究降低某款汽车座椅骨架总质量的各零部件材料和厚度的最优设计方案。利用多目标优化方法定义了优化问题,采用最优拉丁方试验设计方法在样本空间进行采样,同时为了提高优化求解效率,采用二阶响应面近似模型拟合设计变量与响应之间的关系,并利用NSGA-Ⅱ算法对优化问题进行求解。应用中,以减轻座椅骨架总质量和提升一阶模态为优化目标,定义各零部件的材料类型及厚度为设计变量,得出材料和厚度的最优设计方案,并依据相应国标对优化方案进行校验。结果表明,在满足各项国标的前提下,该方法准确有效,在提升一阶模态的同时,实现了对座椅骨架的轻量化设计。     

基于参数敏感性的柔轮响应面优化

通过合理地选择柔轮结构参数,可以改善柔轮的应力集中现象,提升柔轮的疲劳寿命。基于参数敏感性分析,筛选出影响柔轮应力的关键参数;以柔轮空载和负载过程中齿圈部位的最大等效应力最小以及谐波减速器整机的体积最小为优化目标,完成了柔轮参数响应面优化。通过疲劳计算发现,优化后的柔轮疲劳寿命有一定的提升。     

基于响应曲面法的点焊工艺参数设计

采用响应曲面法(RSM)对ST14进行点焊工艺实验设计,并通过优化焊接参数来提高接头的抗剪强度。建立接头抗剪强度与焊接参数之间的二阶数学模型,并通过验证试验检验所建立的数学模型的准确性,可以被用于后续的优化分析。根据优化方案得到最佳工艺参数:焊接电流为12.21kA,焊接时间为200ms,焊接压力为0.58 MPa。     

正交法/响应面法四点接触桃形沟球轴承参数优化

为研究四点接触型桃形沟球轴承寿命提升问题,以某车床伺服电机中的四点接触球轴承为原始研究模型,以滚子数量、滚子直径、垫片角及轴承游隙为影响因素,以轴承基本额定寿命为目标函数,利于基于正交实验法和响应面法对四点接触球轴承结构参数与寿命延长建立关系,得到载荷F值的大小及等高线图进行判断。结果表明:增加滚子数量与增加滚子直径有利于提升轴承使用寿命;增加垫片角数值可以使轴承寿命先增加后减少再增加;增加轴承游隙使轴承寿命先增加后趋于平稳。该研究方法可使垫片角和轴承游隙对提升轴承使用寿命的影响复杂规律得到线性表达,优化后四点接触球轴承使用寿命提升了54.33%,为该类轴承优化设计提出新的设计思路。     

永磁直线电机结构参数的DFSS和响应面法优化

在研究潜油直线电机的参数匹配过程中,提出了一种圆筒型永磁同步直线电机结构参数优化设计方法。基于一种六西格玛设计(DFSS)理念,结合数理统计理论,分析了气隙长度、定子轭厚度、齿宽、齿形角、主磁通永磁体有效长度、半闭口槽宽、极弧系数等参数对电机电磁推力及齿槽力影响。以增大推力及降低齿槽力为优化目标,采用2IV 7-3部分析因试验设计法,对电机主要本体结构参数进行筛选优化。分别筛选出了影响电磁推力和齿槽力的显著因子,并利用响应面法建立了相应的非线性数学模型。通过多目标遗传算法获得了Pareto最优解,得出最优结构参数组合。优化前后有限元仿真结果表明:平均电磁推力提升了28.83%,齿槽力降低了18%,推力及齿槽力波动显著减小;基于DFSS和响应面的优化方法用于研究潜油直线电机电磁结构参数优化是可行的。     

基于响应面法的丢手释放接头优化设计

为优化丢手释放接头的结构强度和重量,提出以应力和质量为目标函数的多目标优化设计方法.将响应面设计方法与有限元数值分析结合,建立了应力和质量关于结构参数的响应面模型,分析了参数间的交互效应.基于响应面模型,通过多目标优化分析获得了释放接头的最佳结构参数配置.优化后的结构应力下降19.5％,而质量增长较小.数值及实验验证表...     

基于响应曲面法的超声挤压工艺参数优化

以提高轴类零件超声挤压表面质量为目标,采用单因素试验和响应曲面法对工艺参数进行优化设计。分析了工艺参数对45钢轴零件表面粗糙度的作用规律和影响程度,结果表明,表面粗糙度随着主轴转速、进给速度、静挤压量、振幅的增加呈现先降低后增加的趋势。同时对所建立的响应曲面模型进行了显著性检验和工艺参数优化,分析可知,振幅对表面粗糙度的影响最大,优化后得到最优工艺参数组合如下：主轴转速n为217.48 r/min,进给速度f为0.031 mm/r,静挤压量P为101.013μm,振幅A为8.192μm。试验验证预测值误差小于5%,因此建立的响应面优化模型精度较高,可实现工艺参数优化,并为实际加工及超声设备研制改进提供理论依据。     

基于响应面法的载货汽车平顺性优化

针对传统的载货汽车动力学模型在整车平顺性仿真分析时,存在的仿真精度低、仿真效率慢等问题,应用Hyper-Mesh 软件建立柔性车架,导入到ADAMS软件中建立刚柔耦合整车动力学模型;并通过实车道路试验,验证所建立的刚柔耦合整车模型的正确性.选取驾驶室前、后悬置参数和前、后桥处的减振器特性曲线参数为设计变量,通过灵敏度分...     

基于响应面法的高温应变计敏感栅结构优化研究

高温应变计是航空发动机重要的研保条件,为满足其更高的使用要求,对高温应变计敏感栅结构参数进行了优化。 首 先,采用有限元计算方法分析了考虑温度误差后敏感栅栅丝长度、栅丝间距和栅丝弯数对测量误差和疲劳寿命的影响;然后,基 于响应面法建立了测量误差和疲劳寿命响应面模型,利用多目标灰狼算法进行了结构参数优化设计,得到了 Pareto 最优解集; 最后,根据优化结果制备高温应变计进行了高温振动疲劳试验。 研究结果表明,不同参数组合的敏感栅结构对高温应变计的性 能影响不同。 结合高温应变计制备需求与性能对比来评估得到的 Pareto 最优解集,得到了一个最优敏感栅结构。 高温下优化 后的应变计疲劳寿命较优化前相比提升了 30. 4% ,优化效果显著。     

基于响应面法的挖掘机装载动作协调性优化研究

液压挖掘机装载动作的协调性对其系统工作效率影响显著。为改善装载动作的协调性,构建了基于响应面法和带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II,NSGA-II)的多目标优化方法,结合AMESim软件和Virtual. Lab软件搭建仿真模型,深入研究马达排量、溢流压力、减速比以及动臂液压缸直径等关键参数与装载动作协调性之间的关系,并建立了相应的多目标优化函数。研究结果表明:对液压挖掘关键参数进行多目标优化后,其协调性提升了26. 42%,研究结果可作为挖掘机优化设计时液压元件选型的参考。