粒子群算法在机床结构优化设计中的应用

首先引入了粒子群算法(PSO)的简介,然后根据该算法在MATLAB中开发了PSO工具箱。最后根据机床主轴优化设计的实例采用PSO算法,实现了对机床主轴结构的优化设计。     

MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用

基于优化设计理论,建立了以人字架机构的质量最小为目标函数的优化数学模型。应用MATLAB优化工具箱,对人字架机构优化实例进行求解。通过对优化结果的研究和分析,表明优化编程简单,设计效率高。说明了应用MATLAB优化工具箱中的fmincon函数求解约束非线性优化问题的思路和方法,并给出了人字架机构的目标函数图形、约束函数图形以及MATLAB求优的具体步骤。     

精密机床主轴部件多目标模糊优化

本文给出了精密机床液体静压支承主轴部件多目标模糊优化方法。考虑了实际机床主轴部件设计的多种要求。多个目标。鉴于这些目标和要求之间的相互矛盾关系及其间相互平衡的不确定性,将主轴部件优化模型的目标函数及部分约束模糊化,在IBM-PC机上编制了FORTRAN语言程序系统MSFOP。以MBS1332高速外圆磨床为例进行了多目标模糊优化设计计算,得到了较为满意的结果。     

基于ISIGHT的机床主轴结构优化

机械优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法。使用ISIGHT软件,以机床主轴轴端挠度最小和主轴重量最轻为实现目标,建立了机床主轴多目标优化设计的数学模型,对机床主轴进行优化设计,该设计方法简单、实用,优化的结果合理、可靠。     

基于竞选算法的机床主轴结构优化设计

竞选算法是一种具有并行能力的启发式优化算法,其搜索机制模拟竞选活动中对支持率的追求动机,将其应用于机床主轴的结构优化设计,并以一个实例分析了设计全过程。首先根据在满足各种约束条件下,使机床主轴刚度最好和材料最省的要求,建立了机床主轴结构优化设计的数学模型,应用竞选算法对问题进行了求解,得到了结构优化设计方案。结果表明,竞选算法在机械优化设计中具有实用性和可行性。     

齿轮减速器的最优化设计

在齿轮减速器优化设计目标函数建立、设计变量选取和约束条件确定的基础上,建立其优化设计数学模型,利用MATLAB的优化工具箱对齿轮减速器进行优化设计,并通过实例与常规设计结果进行了分析。优化结果表明采用MATLAB算法求解优化设计问题,算法有效可靠且优于常规设计。     

基于NSGA-Ⅱ算法的低碳机床主轴多目标优化设计

机床加工过程能耗及碳排放分析表明,主轴转动惯量是影响机床能耗和碳排放的重要因素之一。考虑弯矩和剪力对主轴刚度的影响,以机床主轴刚度最大和转动惯量最小作为优化目标,以强度、刚度和扭转等受载变形作为约束条件,建立面向高质、低碳的机床主轴多目标优化模型;采用多目标进化算法NSGA-Ⅱ求解,获得Pareto最优解集,为选择最优主轴结构参数提供支持。机床主轴设计案例分析表明,通过提高机床主轴刚度、减小转动惯量,有效地降低了机床加工过程碳排放。     

MATLAB软件在机械优化设计中的应用

应用MATLAB软件，对已有的优化实例进行求解，并加以研究和分析，着重说明如何利用MATLAB优化工具箱中的函数fmincon，来解决单目标多变量约束非线性优化问题的思路和方法，并给出了示例目标函数、约束函数图形显示，以及求优的MATLAB程序。     

立式机床垂直运动部件重力平衡创新设计

分析现有机床垂直运动部件平衡机构存在的问题,解析影响机床的机构运动、运动同步、主轴及其驱动电机重力惯量平衡等关键问题,应用移植创新设计方法,有效提取相关功能件的特征,首次提出多功能部件组合解决机床垂直运动部件的重力平衡方法,并以降低机床垂直升降加速运动的运动惯量为目标函数,优化机床的整体布局结构,同时给出了关键零件的设计方法,对垂直运动部件的重力平衡机构进行了创新设计。     

基于SolidEdge的机床高速主轴数字化设计系统研究

以加工中心高速主轴系统结构设计和性能分析为重点,在SolidEdge平台基础上开发了高速主轴数字化设计系统。论述了该系统主要模块的功能和开发方法,提出一种建立机床高速主轴系统三维数字化实例库的方法。该专业应用软件对于提高机床高速主轴系统的设计效率和质量有一定的作用。     

数控车床主轴箱力学性能分析及拓扑优化设计

以HyperWorks为平台,对某型号数控车床主轴箱进行力学性能分析,基于变密度法,以主轴箱的相对密度为设计变量,主轴箱体积最小为目标函数,主轴箱静力变形和低阶模态为约束,建立拓扑优化数学模型。基于该方法对数控车床主轴箱进行拓扑优化设计。在保证主轴箱性能和不增加质量的前提下,找到了最优结构布局方案,为企业改进其结构提供了理论依据。     

二级圆柱齿轮减速器优化设计及其MATLAB实现

通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定,建立了二级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型,最后借助MATLAB的优化工具箱进行了寻优计算。结果显示,采用此方法不仅算法可靠有效,而且编写程序简单,设计效率得以提高。     

基于MATLAB的高次多项式凸轮型线优化设计

动力凸轮型线的设计十分重要,以高次多项式凸轮型线为例,在基于丰满系数和磨损设计多目标函数情况下,利用MATLAB及其优化工具箱(optimization toolbox)对目标函数数学模型进行优化求解。应用MATLAB的优化函数提供的强大计算功能,确定了凸轮型线高次五项式函数中的系数,并能快速找到目标函数的优化值。显著提高了型线优化设计的速度和精度,还可根据实际情况灵活地调整权重系数W1和W2的值的大小,计算方便快捷。在与传统设计方法比较结果表明,经优化设计,提高了动力凸轮的丰满系数,降低了凸轮型线的磨损。     

基于MATLAB铣削动力头中蜗杆传动的优化设计

基于MATLAB的优化理论,将优化原理运用到铣削动力头中单级蜗杆传动的优化设计,在满足使用要求条件下,蜗杆蜗轮啮合中心距为最小,以达到结构紧凑、传动效率高的目的,铣削动力头外形结构尺寸、重量随之减小.建立了4个设计变量,16个约束条件的单目标优化设计数学模型.利用MATLAB的优化工具箱中的fmincon函数处理含有连续和离散变量的单目标多变量优化设计问题,不需编写大量算法程序,提高了设计效率,算法可靠.运算结果表明,优化设计方案与常规设计方案相比,中心距减少了23％,充分显示了优化设计的效益和应用价值.     

MATLAB优化工具箱在齿轮减速器设计中的应用

以单级斜齿圆柱齿轮减速器轮齿强度可靠度为约束条件,以减速器体积为优化目标函数,建立可靠性优化设计数学模型,并用MATLAB优化工具箱求出最优解。     

单级斜齿圆柱齿轮减速器的可靠性优化设计

以单级斜齿圆柱齿轮减速器轮齿强度可靠度为约束条件,以减速器体积为优化目标函数,建立可靠性优化设计数学模型,并用MATLAB优化工具箱求出最优解.     

三级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计

传统的减速器设计以设计者的经验为基础,设计方案往往不是最优的,而对于三级斜齿圆柱齿轮减速器的设计,这一缺点更突出。为保证齿轮的承载能力和性能规格,实现三级减速器的体积、重量最小,文中以优化设计理论为指导,以各级齿轮中心距之和最小为目标函数,通过变量的选取、约束条件的确定,建立了三级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型,借助MATLAB优化工具箱寻优计算,简化了复杂的编程,提高了设计效率和质量。     

基于灵敏度分析的稳健可靠性优化设计模型及MATLAB实现

在机械零件的可靠性优化设计中,普遍存在约束的作用,且最优解往往位子可行域的边界上。由于外界环境的变化或人为因素造成设计变量扰动,可能使设计成为不可行。本文提出了一种基于设计变量敏感度的稳键性设计方法,建立了基于灵敏度分析产生附加目标函数的两种稳健可靠性优化设计模型,并用 ＭＡＴＬＡＢ语言的优化工具箱和符号工具箱来实现机械零件的稳健可靠性优化设计,计算实例说明所述模型的可行性与实用性。     

MATLAB优化工具箱在机构设计中的应用方法

MATLAB优化工具箱具有强大的数值计算能力,作为一种工程设计辅助工具开始受到研究人员的关注。以极值位置传动角为优化设计的对象,探讨优化设计的数学模型,并结合MATLAB优化工具箱进行计算对学会应用优化工具箱很具有借鉴意义。