平面全柔性并联机构柔性铰链的优化分析

以减小全柔性并联机构中最大应力为目标,通过约束优化算法,并结合ANSYS仿真,研究了3-DOF 4 RRR过驱动并联机构中柔性铰链的优化问题.通过ANSYS建立了全柔性机构的有限元模型,并进行了力学性能分析,给出了机构的性能图谱;建立了全柔性机构中柔性铰链的参数优化模型,采用MATLAB对柔性铰链的最小铰链厚度t和铰链半径R进行优化,并通过ANSYS仿真对优化结果进行检验.检验结果证明,当输出位移一定时,对柔性铰链进行优化后的机构的最大应力比优化前的机构小.     

冗余驱动的平面并联操作手的输入力优化

介绍了带冗余驱动器的平面并联操作手的两种结构,基于动力学方程分析了它们对不同的优化目标的输入力最优化问题.结果表明,加入冗余驱动,可明显降低并联操作手的驱动力.     

并联机器人机构研究现状分析

并联机器人是20世纪80年代新兴起的机电及计算机控制相结合的先进技术,具有串联机器人机构无法比拟的优点.文中对并联机器人机构的起源、主要特点、应用领域,以及理论研究内容等方面进行了概述,同时指出了一些有待深入解决的主要问题.     

基于遗传算法的四连杆变幅机构多目标模糊优化

传统的四连杆变幅机构设计制造参数是基于单目标优化方法和优化数值解法选取的,在同时满足设计的经济性与稳定性以及优化解的精度方面存在不足。基于此,本文采用综合机构稳定性和经济性的多目标优化模型,利用模糊理论建立综合评价函数,应用求解精度高的遗传算法求解。具体算例的优化结果显示,经济性与稳定性等项技术指标都获得了改善。     

基于柔性机构的机翼前缘变形多目标优化

全柔性机构用于自适应机翼具有实现其形状的连续平滑变形和轻量化等优点。文章根据机翼前缘在不同飞行状态下气动外形要求,以离散体结构拓扑优化为出发点,以目标形状与实际形状的边界曲线之差最小为优化目标,并考虑机构变形要求和刚性要求等问题,建立了多目标优化函数;采用遗传算法(GA)和双向渐进结构优化法(BESO)相结合,应用于Matlab与Ansys,通过二次优化,获得了稳定的最优解,不仅实现编程模块化,而且提高了优化效率。最后,对结果进行Ansys仿真分析和模型实验验证。结果表明:仿真结果和模型实验结果一致,该方法是可行的。     

平面完全约束绳牵引并联机器人的多目标优化

针对平面完全约束的绳牵引并联机器人的多目标优化问题,给出了一种理想点法与遗传算法相结合的方法．首先以绳牵引并联机器人工作空间面积、全面刚度指标、全局灵巧度系数为优化目标,基于遗传算法进行全局优化,得到各个目标的理想点．然后采用理想点法建立多目标优化模型,并采用遗传算法对该模型进行求解．仿真实验表明,优化结果较为均衡,各模型有效解都接近相应单目标的理想点．所得结论可以为同类绳牵引并联机器人的设计提供参考．     

基于螺旋理论的少自由度并联机构自由度分析

少自由度并联机构自由度的减少本质上是因为受到分支施加的结构约束的合成作用决定。运用螺旋理论描述单个分支约束及所有分支约束的合成，并从几何上直接分析约束的线性相关性，判别出机构自由度的性质，同时给出公共约束，冗余约束存在的几何条件和相应的判别计算公式，在此基础上得到普遍适用于少自由度并联机构自由度计算的修正Grtibler—Kutzbach计算公式和一种等价的完全依靠约束分析的自由度计算公式。笔者提出的方法不仅适用于对称少自由度并联机构，也适用于非对称少自由度并联机构。     

平面五杆柔顺并联机构的多稳态特征分析

以平面五杆柔顺并联机构为研究对象,从机构位形的对称性出发寻找机构的稳态特性.针对五杆机构存在两个柔顺关节的情况进行分析,研究其多稳态特征.将五杆机构简化成伪刚体模型,通过势能和图形的几何关系,推导出角度的对称关系.在五杆机构的分析过程中,发现并利用图形的对称性,来寻找稳态位置.证明了当两个柔顺关节中有一个为驱动关节时,机构可以通过对称角或对称位形来找稳态位置,并寻找到一种平面五杆三稳态机构.     

4-UPS-RPS并联机器人机构及其静力学分析

提出了一种4-UPS-RPS新型空间5自由度并联机器人机构.运用约束螺旋理论分析了4-UPS-RPS并联机器人机构实现3转动和2移动5个自由度运动的机构学原理, 计算其自由度, 分析其驱动输入选取的合理性.建立了4-UPS-RPS并联机器人机构的静力学平衡方程和静力传递矩阵, 以该机构作为并联机床的应用实例, 求解其静力学方程.该研究为并联机构的优化设计和运动规划提供了理论依据.     

基于正交实验的并联机构刚度回归模型求解分析

并联机构刚度是衡量机构性能的重要指标.以3-PRS型并联机构为例, 提出一种基于正交实验和回归分析的刚度求解分析方法.在建立机构运动学模型和有限元模型的基础上, 通过正交实验的方法, 建立关于3-PRS机构上平台半径与相关杆件结构参数为因素的正交设计表.利用ANSYS-Workbench对多组实验分别进行计算, 利用有限元刚度分析实验数据建立多种多项式回归模型, 根据剩余标准差越小回归函数拟合程度越好的原则选取最好的回归模型, 并应用MINITAB软件对回归函数进行验证分析.研究结果表明:该方法为并联机构的刚度性能提供了新的方法, 利用得到的刚度回归函数模型可获得不同因素对刚度的影响规律.     

重型卡车驾驶室焊点的拓扑优化分析

以某重型卡车驾驶室为例,在有限元模型基础上建立焊点空间模型进行扭转刚度分析,并采用离散变量拓扑优化方法对焊点的数量及空间布局进行优化,通过优化前后的对比可知,优化后在不降低扭转刚度的同时减少了焊点数目。研究表明此方法在车身焊点优化上效果明显,具有重要的应用价值。     

随机环境下汽车检测站网点布局优化

考虑到汽车检测站选址即网点布局时的不确定因素的影响,为更确切地描述实际情况,引入检测车辆数量为随机变量。另外,考虑到选址过程中由于受到自然环境条件限制或政策规定的影响,存在某些区域能否进行检测站选址等问题,构建了以检测用户总运输费用最低为目标函数的有区域约束和无区域约束下的随机机会约束规划模型。同时,应用基于随机模拟的遗传算法进行了所构建模型的求解,并通过实例验证了算法的有效性和模型的正确性。     

数值差商公式研究

为了将函数逼近论的主要成果有针对性地向多元函数进行拓广,利用组合公式的某些技巧做出的工作如下：1）建立了多元函数高阶差商公式的统一表达式;2）证明了高阶方向导数的差商公式;3）研究了近似高阶偏导数;4）给出了多元函数二阶偏导数及Hessian阵中心差商的截断误差.

     

自适应裂面优化法尾矿坝稳定性研究

针对传统裂面优化法重力荷载计算过程复杂、百万级裂面计算时间较长的瓶颈问题,提出考虑裂面荷载与材料特征变化的高效插值算法并引进了自适应裂面重生成策略,提升计算速度与精度。通过与瑞典条分法进行对比发现,采用改进后的裂面优化法分析不同浸润状态下的尾矿坝结构稳定性时,计算高效且可获得更接近于工程实际的安全系数与滑动形态。     

近距多座并行桥梁墩前壅水研究

为了研究近距多座并行桥梁的壅水规律,在分析了单座桥梁的壅水规律后,类比应用到两座并行桥梁壅水的研究中且得到相应的规律,然后基于这些成果可达到研究目的。研究结果表明,如果被动影响桥梁位于主动影响桥梁的下游,则主动影响桥梁的壅水除了受自身阻水影响外,还要附加上被动影响桥梁的壅水对其带来的正影响作用;反之,则会受到被动影响桥梁的壅水对其带来的负影响,且影响系数都会随着两桥的桥间距增大而减小。假设并行桥梁的壅水仅仅两两影响时会形成修正壅水,且该修正壅水对其它桥梁产生重复的二次影响后会无限接近真实壅水。在这个前提下,总结出多桥并行时各桥壅水的经验公式。     

城市群综合运输通道布局优化双层模型

从两个层面对城市群综合运输通道进行分析和建模,一是建设管理的决策部门,二是利用通道出行的个体。决策部门的目标是使通道的社会效益最大化,而个体的目标是广义费用最少,由此本文建立了一个双层规划模型,并提出利用改进型混合编码-多种群遗传算法进行计算求解。长吉图实例分析表明,其优化结果基本符合区域内城市的发展路径,表明本文模型有一定的现实参考意义。     

同杆多回线序分量法的推广

同杆并架多回线是未来发展的趋势。在研究同杆2回线和4回线的基础上,提出了一种用序分量解决同杆n(n=2、3、4)回线的通用方法。该方法使用矩阵变换对n回线进行解耦,形成相互独立的3n个序分量,并根据这3n个序分量的特点,给出了线路发生故障时的各序分量图。该推广方法的提出,为同杆多回线的故障计算提供一种分析方法。理论分析表明了该通用方法的正确性     

换热网络问题的一种布局优化法

建立了关于换热网络综合问题的双层规划模型.应用图论、有限群对集合的作用、轨道与等价关系等刻划了换热网络布局结构,并给出了可行的优化算法.     

机械通风冷却塔排布置数值模拟分析及优化

针对印尼4×600MW机组火电项目中,两组平行机械通风冷却塔排间距设计参照国内相关规范要求取值过大的问题,结合当地实际环境因素、塔排间距对塔排冷效的影响进行了数值模拟分析,评估了环境风对不同的冷却塔排布置方式湿热空气回流和干扰的影响,对塔排布置方式进行了优化。得出结论:塔排长轴与夏季主导风向平行的情况下,湿空气的回流不受塔排间距的影响,塔排间距可由51m降至21.6m,从而在保证冷效的前提下减少电厂占地面积。     

行列式布局建筑群风环境的试验及优化设计

为了研究如何通过选择合理的布局方式来改善建筑群内的风环境,设计并进行了一系列的风洞试验,对整个建筑群的流场进行了测试以获得整体的风环境状况.通过研究风速比和布局参数、风向角的关系给出了便于设计应用的风速比等值线图.引入了行列式建筑群的无量纲布局参数的定义,以便于研究成果的应用;提出了最小化最大风速比和最小化非期望区域面积的两种优化设计理念,并应用这两种优化理念确定了小区的合理布局参数,改善了风环境.