基于神经网络和遗传算法的熔融沉积成型多目标优化

在建立了熔融沉积成型工艺参数和目标函数的基础上,论述了人工神经网络和遗传算法在熔融沉积快速成型工艺参数优化中的应用.首先利用人工神经网络建立熔融沉积快速成型工艺参数与成型件尺寸精度、翘曲变形之间关系的数学模型,然后用遗传算法对工艺参数优化.根据多目标函数优化问题的单目标化思想,对优化后的单目标进行了分解,得到最优工艺参数条件下的成型件尺寸精度、翘曲变形,从而为建立和控制熔融沉积快速成型工艺参数提供了一种行之有效的途径.     

多目标优化与层次分析法相结合的滚齿机立柱改进设计

结合多目标优化与层次分析法在结构设计中的优点,对滚齿机立柱的设计参数进行改进.文章首先运用CAD软件建立滚齿机立柱的参数化模型,并将其导入有限元分析软件AWB中对其进行动静态特性分析;其次通过灵敏度分析得到影响立柱性能的主要设计参数,同时可视化其对目标函数的响应面;然后将设计参数作为优化设计变量,以质量最小、变形量最小和一阶固有频率最大为目标函数对立柱进行多目标优化,得到优化方案的解集合;最后通过层次分析法确定立柱解集合中的各优化方案权重系数,寻找出最优解.     

基于遗传算法的防撞钢梁热冲压成形工艺优化

针对汽车的侧向铝合金防撞钢梁,提出了一种热冲压成形的工艺优化策略。建立了热冲压系统的有限元模型,选择最小厚度、开裂距离和坯料到模具的最大距离为质量目标,通过多目标优化遗传算法对热冲压工艺压边力和冲压速度进行了优化。首先以拉丁超立方法对工艺参数进行抽样,对抽样样本进行仿真实验,以响应面法建立热冲压工艺与质量目标之间的非线性函数关系;接着引入多目标遗传算法NSGA-II,以响应面法获取的函数作为适应度函数,通过迭代运算得到热冲压工艺的Pareto最优解;最后以优化的工艺组合进行热冲压试验验证,结果表明建立的工艺优化方法有效。     

基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%,可以为机床其他类型零部件优化提供参考。     

基于TSP和GA孔群加工路径优化问题的研究

研究应用TSP数学模型和路径优化方法，建立了以最小化加工成本为目标函数的孔群加工路径单目标优化数学模型。研究应用遗传算法对孔群加工路径模型进行参数优化求解。由最佳加工条件。计算得出优化结果。通过优化前后的对比，验证了所建模型和优化算法的准确性和实用性。     

谐波减速器柔性轴承的多目标联合优化

将谐波减速器的柔性轴承作为研究对象,分析了柔性轴承受力情况并计算其滚珠的最大载荷,构建以额定动载荷和磨损寿命为目标函数的数学模型。以ISIGHT为优化平台对数学模型进行了试验设计分析,利用NSGA-II遗传算法对柔性轴承的进行多目标优化设计,最后通过具体实例验证了模型的和算法的可行性和有效性。结果表明,优化后的各项目标参数均有不同程度的提高,优化效果明显,为柔性轴承的优化设计提供了一定的参考。     

复合加工机床立柱动态特性分析及优化

在采用UG对机床立柱进行参数化建模的基础上,使用ANSYS的Workbench模块对立柱进行模态分析,发现立柱一阶模态频率较低。然后通过对立柱尺寸参数进行灵敏度分析,得到对立柱一阶模态频率和质量影响较大的尺寸参数,并通过改变这些参数获得不同尺寸下立柱的特性。以此建立神经网络模型,得到立柱尺寸与其一阶模态频率和质量的对应关系。再使用遗传算法以不同的优化目标进行优化,并比较结果。最后得到合适的优化方案。     

基于QPSO的液压伺服系统PID参数的优化设计

根据液压系统的动力学模型,确定了PID控制器的控制对象,以综合控制性能为优化目标函数,运用量子粒子群算法对PID参数进行优化整定,优化实例的结果证明遗传算法这一全新的优化方法能快速、有效地得到全局优化解.     

双主轴铣削加工中心立柱的静动特性分析及多目标优化

针对采用传统方法设计的立柱静、动刚度存在薄弱和不足的问题,通过建立立柱受力模型,对立柱进行静力分析、模态分析以及谐响应分析,确定立柱静动刚度薄弱的部位和方向;根据分析结果,选取8个结构尺寸为设计变量,以总变形量、前3阶频率加权平均值和质量为优化目标,建立多目标优化数学模型,通过多目标遗传算法和灵敏度分析得到优化结果。结果表明:立柱总变形量减小了5.5%,质量减少了1.2%,前3阶频率加权平均值增加了2.17%,X、Y方向峰值响应分别减小了75.5%、75.44%,达到了优化的目的。     

Delta并联机器人机构多目标优化设计北大核心

针对Delta并联机构设计中存在的问题,研究Delta并联机构动力学模型、运动学模型等,并探讨一种求解Delta并联机器人尺度综合问题的设计方法。通过对Delta机器人的主要尺寸参数与6项性能指标进行试验设计,将性能指标合并为3个优化目标函数。在iSIGHT软件平台上运用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),在特定轨迹下对3-DOF Delta并联机构进行尺度综合;对比两种优化策略下目标函数的Pareto图。结果表明:减少目标函数后的优化策略收敛性好、计算费用低,且有更多可行性解。     

基于高质量和低振动的铣削参数优化方法研究

针对数控铣床在切削过程中产生的振动对工件表面质量的影响,提出以低振动和高表面质量为优化目标,对切削参数进行优化。以VDF-850A铣床为研究对象对45号钢进行铣削正交试验,通过建立振动采集系统,采集振动信号提取振动特征值并测量工件表面粗糙度值,应用最小二乘法拟合数据建立了振动和粗糙度数学模型。利用层次分析法确定两目标函数权重,使用平方和加权法对两目标函数加权拟合成综合目标评价函数,运用粒子群算法优化切削参数。试验结果表明:应用粒子群算法优化后的切削参数进行加工可有效的降低振动和提高表面质量。     

基于层次分析法的储罐外涂层老化评价研究

目的 结合涂层老化评价标准,利用层次分析法,量化评价储罐外涂层的老化状态。方法 通过研究涂层老化评级方法的标准,并引入层次分析法,计算得到单项老化性能指标占综合指标的权重,进一步构建涂层老化的数学模型以量化评价涂层状态。结果 利用层次分析法计算得到生锈、剥落、开裂、气泡和粉化5项指标所占权重分别为0.508、0.292、0.107、0.061和0.032,其中生锈所占权重最高。对南宁某油库外涂层防腐老化性能进行检测评价,检测结果显示,罐壁8层罐圈板仅有3层涂层老化状态得分处于45~50分之间,其余5层罐圈板以及罐顶、附件涂层老化状态均小于44分,综合老化情况及经济效益,建议对该罐外涂层整体进行重涂。结论 目前的涂层老化评价标准仅对涂层老化的评价方法以及评级进行了规定,但存在量化不足、未给出维修建议等缺点,引入层次分析法,可量化外涂层的老化状态,并可以根据量化评价结果给出维修建议。     

新型组合型线涡旋盘的多目标优化

研究基圆-变径基圆-基圆组合型线涡旋盘的优化设计问题。根据该组合型线的特点和涡旋盘的形成方法得到了涡旋盘的几何模型,建立了行程容积和面积利用系数为优化目标的数学优化模型,利用MATLAB遗传算法工具箱对目标函数进行多目标优化,同时与具有相同涡旋圈数的基圆渐开线涡旋盘进行对比,还讨论了设计参数对行程容积和面积利用系数的影响。结果表明：优化后的两个目标函数值较优化前均有提高,且优于基圆渐开线涡旋盘,表明了该优化模型的有效性,为该组合型线涡旋盘的优化设计提供了参考。     

基于改进蚁群算法的数控机床电气柜布局优化

针对现有机床电气柜内部元件器的布局,依据功能划分为多个模块组合,以模块的纵、横坐标位置为设计变量,分别建立连线长度与占有面积的数学模型,在满足彼此空间距离和基本尺寸的条件下,分别求解单目标优化结果值,引入评价权系数和权重系数,建立多目标优化的数学模型。采用蚁群算法进行求解,改进蚁群算法的转化概率公式,把搜索方向作为转移概率的解空间,结合信息素挥发率,多次迭代求解。优化后模块连线体积减小了12.8%,面积减少了20%,节省生产成本,降低了电气柜的面积占有率。     

基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹,通过将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相互结合,基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,将凹模圆角半径选定为Rd=8 mm,以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素,竖直方向的回弹位移作为优化目标,建立17组试验方案,对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert8. 1对17组数据进行拟合处理,得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合,即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0. 15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0. 731 mm,其与方程拟合值0. 738 mm相差约1%,并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26. 2%,最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数,有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

吸液管路对乳化液泵性能影响及改善研究

针对大流量乳化液泵吸液性能差的问题,以乳化液泵的吸液管路为研究对象,建立吸液胶管阀口吸入压力、压力损失及管路参数的数学模型,分析对泵容积效率的影响,并利用AMESim软件建立乳化液泵单个系统的仿真模型,对乳化液泵吸液动态特性进行仿真。分析了吸入压力、压力损失、管长、管径对泵液力端性能的影响。提出增加吸入压力、减小管路压力损失和最优管径管长等相关措施,为乳化液泵吸液管路的设计及优化提供参考。     

焊缝形状对性能影响的层次分析法综合评价

通过选用适当的电子束焊接工艺,可得到四种不同形状的电子束焊缝,分别为钟罩形、漏斗形、楔形和钉形.对不同焊缝形状的电子束焊接接头进行了力学性能试验,并利用所建立的层次分析数学模型,综合评价了焊缝形状对力学性能的影响.结果表明,焊缝形状对接头的拉伸性能、疲劳性能和显微硬度有一定的影响.四种焊缝形状接头的综合性能层次分析法总...     

柔性调度多目标优化的混合粒子群算法研究

研究多目标柔性调度问题,提出了一种基于多目标粒子群优化算法和局域搜索技术相结合的新算法.建立以最大完成时间、机器总负载和最大机器负载为目标函数的多目标数学调度模型.将粒子群算法运用到机器分配子问题;局域搜索技术运用到工序排列子问题,对粒子群算法得到的结果进行再调度.粒子群优化算法的全局搜索能力与局域搜索技术相结合,加快了算法的收敛速度.最后通过与其他算法进行测试比较,验证了该算法的可行性及有效性.     

Investigation on the Effect of Electron Beam Weld Shape on Fatigue Performance of Thickness Titanium Alloy

Different weld shapes of 45mm thickness TA15 titanium alloy were obtained by choosing appropriate electron beam welding parameters,and the influence of weld shape on fatigue performance of the joints was investigated by analytic hierarchy process.The results show that four typical weld shapes were formed,according to their geometry characters,which are respectively named as bell shape,funnel shape,nail shape,and wedge shape.Weld shape effect the fatigue life and dispersion of the experiment data of the joint.The sequencing of fatigue performance of the joints with four different shapes by analytic hierarchy mathematical model is bell shape,funnel shape,wedge shape,and nail shape.It is validated by trial results that the analytic hierarchy mathematical model is effective and practical.