基于RSM和NSGA-Ⅱ法的重载机械臂结构优化设计

文中针对桥隧复杂环境下多相受力机械臂的结构优化研究，建立了关于重载机械臂的臂架结构的有限元分析模型和结构力学模型。首先根据结构力学模型选取优化设计参数，并采用拉丁超立方抽样方法设计优化样本点，其次构建二级伸缩臂的响应面近似模型，最后建立以质量最轻为设计目标的优化模型，根据响应面复相关系数判断该响应面拟合准确度。在获得响应面模型后，运用多目标遗传算法寻求二节伸缩臂结构参数设计的Pareto前沿解并以此为基础选择优化方案。研究结果表明，伸缩臂的质量减少12.90%。相较于传统结构设计的经验化设计，既节约材料又能满足力学性能的要求，对同类结构的优化问题具有一定指导意义。