灰色系统理论的多目标可靠性稳健设计

通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法. 应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计. 算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

液压阀中圆柱螺旋压缩弹簧的CAD

本文提出了在液代用圆柱螺旋压缩弹簧设计中,用性能设计的思想取代传统的经验设计思想,详细分析了阀用弹簧的设计要求,性能计算过程及优化过程,从而提高了阀用弹簧的设计质量和性能。     

液压阀中圆柱螺旋压缩弹簧的CAD

本文提出了在液压阀用圆柱螺旋压缩弹簧设计中,用性能设计的思想取代传统的经验设计思想．详细分析了阀用弹簧的设计要求,性能计算过程及优化过程．从而提高了阀用弹簧的设计质量和性能.     

圆柱螺旋压缩弹簧相似系列设计的研究

系列产品设计是工程实际中经常会遇到的问题。若系列产品的尺寸、性能等参数皆成一定的比例关系,则可用相似理论来完成设计。通过研究相似设计理论及方法,并将其应用于圆柱螺旋压缩弹簧系列设计中,得出了圆柱螺旋压缩弹簧系列产品的几何尺寸、受力和变形性能参数。     

空间受限的引信圆柱螺旋压缩弹簧设计反推算法

对于已知参数少的引信圆柱螺旋压缩弹簧,用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法设计时,会使设计计算比较盲目,需要反复试算,计算量大.基于一般引信弹簧试算法,提出一种只给出空间尺寸、平均抗力要求及相应检验高度、全压缩高度等参数弹簧设计的反推算法.算法根据已知条件和弹簧设计的取值约束条件,利用相关计算公式反向推算出弹簧的结构参数.用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法验证了反推算法所计算出的弹簧参数值的正确性.反推算法避免了由于某些量的不确定而导致的不断重复试算,不但适用于同时有芯杆和驻室导向件等空间尺寸有约束情况下的圆柱螺旋压缩弹簧设计,而且适用于只有芯杆或只有驻室导向件的圆柱螺旋压缩弹簧设计.     

自适应功能管道机器人圆柱螺旋弹簧优化设计

为了提高管道机器人自动适应管径变化的能力和在管道中的越障能力,本文对管道机器人中的自动适应元件——圆柱螺旋弹簧进行了优化设计。根据管道机器人自适应管径能力、越障能力及机器人自身结构对于弹簧元件的要求,选用螺旋圆柱压缩弹簧,并对其进行初步设计,建立了弹簧结构优化设计数学模型,运用Matlab优化功能对弹簧进行了优化设计。研究结果表明,优化前弹簧质量为17.1g,优化后的弹簧质量为14.5g,弹簧质量减少了10.0%,满足管道机器人在适应管径变化过程中对弹簧性能和结构的要求,减少了管道机器人由于自身重力在管道中竖直向上爬升的阻力,增强了管道机器人的爬升性能。该研究为以后管道机器人的开发奠定了理论基础。     

汽车离合器圆柱螺旋压紧弹簧的优化设计

用传统方法设计汽车离合器螺旋压紧弹簧过程繁琐,且难得到参数的最优值.以螺旋压紧弹簧的中径、旋绕比、弹簧数量为设计变量,螺旋压紧弹簧质量最小为设计目标,建立了汽车离合器螺旋压紧弹簧的优化设计数学模型,并用内点惩罚函数法对一实例进行了优化设计,优化后的离合器螺旋压紧弹簧不但满足使用性能而且弹簧质量减轻、数目减少,验证了方法的有效性.     

园柱形螺旋压缩弹簧的优化设计

本文首次采用几何规划原理对螺旋压缩弹簧进行优化设计。虽其目标函数与约束条件与其它的优化方法完全一样,但其解法却很方便,只需联立求解几个线性方程组,即能获得最优解,故可供机械工程科研人员、技术人员和工科大学师生参考和使用。     

机车车辆截锥螺旋压缩弹簧减振设计与研究

通过对弹簧参数的优化设计,改善了弹簧的动、静特性;由于该截锥螺旋压缩弹簧垂向刚度的非线性,可以改善车辆在轻重2种载荷下的动态性能;优化了弹簧的横向特性,显著减少了机车车辆在横向载荷下的位移偏移量;强度、径向稳定性皆满足设计要求.装车应用结果显示,截锥螺旋压缩弹簧完全可以应用于铁道机车车辆.     

基于PRO/E行为建模技术的弹簧优化设计研究

文中利用PRO/E三维软件建立了圆柱压缩螺旋弹簧优化设计的模型,将弹簧的基本结构参数作为设计变量,质量最小作为优化目标,强度、刚度、稳定性等要求作为设计约束条件,用行为建模方法设置优化参数并建立分析特征,对机械弹簧进行优化设计,方便快速计算出了符合设计要求且质量最小的弹簧,为弹簧的优化设计提供了一种新的方法。     

三维弹簧的建模方法研究

主要介绍了绘制三维螺旋圆柱、圆锥弹簧的多种方法，并采用AutoLISP语言编制程序进行二次开发，为AutoCAD新增三维螺旋圆柱、圆锥弹簧命令，使得在机械产品三维设计CAD时，绘制三维弹簧更为方便，提高三维设计的绘图工作效率．     

扭转缓冲器弹簧的多目标优化设计

以扭转缓冲器弹簧为例,以弹簧自由高度最小、质量最轻为优化目标,建立圆柱螺旋扭转弹簧多目标优化设计的数学模型。采用统一目标法对弹簧进行优化,并借助Matlab优化工具箱进行求解。结果表明：采用该种方法,减小了自由高度,减轻了重量,优化效果显著。     

基于遗传算法的内燃机气门弹簧优化设计

内燃机的气门弹簧是承受高频振动交变载荷的圆柱压缩弹簧,它的好坏直接关系到内燃机的工作性能.通过对遗传算法的研究,构造了内燃机气门弹簧的数学模型,通过编码的方法对其进行了寻优设计.计算实例表明:遗传算法用于内燃机的气门弹簧优化设计可获得较好的参数优化设计结果,与传统的优化方法相比,该方法具有工程实用价值.     

卷绕在圆柱轴上的螺旋弹簧的研究

对螺旋扭力弹簧缠绕圆柱轴后的形态进行了力学分析,研究了以不同方向旋转弹簧时,圆柱轴随之旋转或者与之分离的两种状态,并提出它与圆柱轴接合与分离的条件.     

求解混合变量优化问题的自适应差分演化算法

针对工程机械设计中常遇到的一类混合整型-离散型-连续型变量约束优化问题,提出了2个自适应差分演化算法,提出了一种离散型变量的处理方法,介绍了整型变量、边界约束及函数约束的处理技术。在2个自适应的差分演化算法中,关键控制参数不需要事先设定。在差分演化算法欺骗函数和螺旋压缩弹簧优化问题上的数值实验表明了2个自适应差分演化算法的有效性,与同类算法的比较研究表明了算法的优越性。     

圆柱拉压螺旋弹簧的可靠性设计

根据可靠性设计理论，讨论了圆柱拉压螺旋弹簧的可靠性设计方法，对于重要的或有可靠性要求的弹簧提供了适用，简捷而可行的设计方法。     

应用连续性弹簧数据表时的各种材料的互换关系

查表法是设计圆柱压缩弹簧的公认的最简便方法,但它因难于进行不同材料间的互换,使其应用受到很大限制。本文介绍了作者继《应用连续性查表法设计压缩弹簧》的研究之后,最近研究出来的各种材料之间的互换关系,它解决了连续性弹簧数据表方便地用于各种材料的关键,因而使连续表具有了通用性。     

大倾斜度弹簧刚度表达式的推导及有限元验证

目前的弹簧刚度解析表达式主要适应于工程上的密圈弹簧，但由于该解析表达式没有考虑弹簧钢丝的倾斜度对弹簧刚度的影响，对于大倾斜度弹簧用该解析表达式求解弹簧刚度与有限元仿真结果相比误差较大。根据能量法给出含倾斜度效应的弹簧刚度表达式，该结果不仅适应于求解大螺旋角弹簧刚度，也能退化到密圈弹簧弹簧刚度的求解，并且所得结果与有限元仿真结果相符，误差不超过0.21%,从而为大倾斜度圆柱弹簧刚度设计提供理论依据。     

叠螺式脱水机螺旋轴的优化设计

螺旋轴是叠螺式脱水机的核心部件,根据螺旋轴的受载情况,设计了一个螺旋轴,对螺旋轴进行有限元静力学仿真。基于仿真结果对螺旋轴结构进行优化分析,建立优化的数学模型,将螺旋轴的最小质量作为优化的目标函数,最大变形量作为约束条件,求解不同设计参数对目标函数的影响,得到了螺旋轴的合理结构尺寸参数。优化后的螺旋轴在满足动静态性能的情况下,质量降低了9.7%,取得了良好的优化效果,为螺旋轴轻量化设计提供了一种可行方法。     

开棉机加压弹簧最优化设计

<正>粘胶短纤维干开棉机主要由输棉帘子、集棉辊、一对喂给罗拉、打手、电机、机架组成.经烘干的短纤维落入输棉帘子,由帘子和输棉辊输送,经一对罗拉握持喂给,被打手角钉打击开松.为了达到既充分开松棉层而又不损伤纤维目的,要求罗拉对纤维层有一个合理的握持力.仅靠罗拉本身的重量,达不到足够的握持力,必须在罗拉两端另行加压.该机加压部分采用圆柱螺旋压缩弹簧,弹簧体积直接影响机器上部左右墙板形状,弹簧体积过大将削弱墙板的强度和刚度,因此有必要对弹簧进行最优化设计.该机设计结构如图1所示.弹簧材料选用60Si2MnA,受交变负荷作用10~6次以上.弹簧最大工作载荷Fmax=2167N.弹簧最小工作载荷Fmin=1050N.