基于响应面法的板料成形工作模面几何参数优化

阐述了以响应面法建立板料成形参数与有限元模拟结果的代理模型的基本原理;介绍了板料成形中的设计变量、目标函数、约束条件,多目标优化的处理方法;基于响应面法.以汽车后桥悬架内板零件为研究对象,成形后最小板料厚度为优化目标,成形极限图为约束条件,建立了模面几何参数优化模型;对模面几何参数进行优化并获得最优参数组合;以最优几何参数组合进行了实际的冲压试验,验证了优化结果.     

混合动力汽车多参数自动优化平台开发

混合动力汽车匹配参数和控制参数相互耦合共同影响整车动力性和经济性。为提高混合动力汽车的燃油经济性,需要对两种参数同时进行优化,为此本文开发多参数自动优化平台,利用Isight优化软件集成AVL-Cruise和Matlab,使用粒子群优化算法,对动力系统匹配参数和控制参数进行协同多参数自动优化。优化结果表明:在保证整车动力性前提下,燃油消耗下降,经济性明显改善。     

锤片式粉碎机锤片结构参数优化设计

以某一型号的锤片式粉碎机锤片为研究对象,对锤片进行有限元分析,利用响应面法和遗传算法结合的方法对锤片进行结构参数优化设计。首先对锤片的结构参数进行灵敏度分析试验,利用Box-Benhnken试验对锤片结构参数进行设计,构建样本点,建立锤片的结构参数和最大变形量的响应面模型,并抽取样本点进行有限元分析验证响应面模型的准确性。以锤片最大变形量最小为优化目标,采用遗传算法进行结构的参数优化得到最优结构参数,结果显示:最大变形量比优化之前减小了39.7%,锤片性能得到了提高。进行试验验证,旨在为现代农业机械机构的参数优化提供参考。     

基于图形界面的回转式烘干机整体参数优化系统开发

以消除回转式烘干机筒体内气流"短路"形成"风洞"的问题,基于对扬料板结构参数、安装参数以及工艺参数的分析和数值计算结果,开发回转式烘干机整体参数可视化优化分析软件。该软件以烘干机和扬料板的几何参数为输入,以获得瀑落料幕均匀性和最大撒落物料量为目标,以扬料板安装参数实时计算、终止和起始扬料角优化、扬料板升举量和数量计算三个模块分别显示计算和优化结果,结合生产中扬料板的常用几何参数,并根据整体优化结果,组合出两种方案六组最佳匹配参数,终止扬料角可达270°,为回转式烘干机的在不同转速、不同要求下的设计及改造提供理论依据。     

基于遗传算法的啮合式电动机结构参数优化

为了优化啮合式电动机结构参数,对其结构进行了研究,用磁路法建立了参数化模型;以此为基础,以输出扭矩最大为优化目标,以体积/扭矩比小于设定值为主要约束条件,用遗传算法对电动机主要结构参数进行了优化设计.结果表明,优化后电动机输出扭矩提高了2.2倍,体积略有减小,体积/扭矩比降为原来的26%左右.通过样机测试对优化结果进行了验证.     

灌区用水优化模型参数全局敏感性分析与不确定性优化

灌区水资源优化配置中存在众多不确定性因素，而考虑不确定性因素的优化模型往往存在结构复杂、不确定性参数考虑有限、计算精度和效率较低等问题。本文将LH-OAT（Latin hypercube-One factor at a time）方法与灌区用水优化模型耦合，构建了灌区用水优化模型参数敏感性分析与不确定性优化方法，并以黑河流域中游典型灌区为案例研究区，对模型中6类共25个不确定性参数进行了全局敏感性分析。计算获得了模型中25个不确定性参数的敏感度排序，并从中筛选出10个高敏感性参数，以高敏感性参数作为优化模型不确定性参数输入，获得了不确定性下的灌区用水优化结果。案例分析表明，该方法有效筛选出优化模型中高敏感的关键参数，综合考虑了不确定性参数对模型优化结果的影响，大大减少了模型不确定性参数的表征数量，降低了模型复杂性，有效提高了模型计算效率，可为灌区水资源优化配置问题提供方法参考。     

基于改进遗传算法的挠性圆盘移栽机参数优化

为了提高移栽机秧苗移栽直立度的合格率,运用改进遗传算法对影响秧苗落地角度的挠性圆盘移栽机结构参数和移栽参数进行优化,并在问题分析的基础上建立了优化模型。为提高遗传算法局部搜索能力,融合了遗传算法和非线性规划寻优算法,利用该算法对以秧苗落地角度为目标的目标函数和设定的适应度函数进行寻优计算,得到相应优化参数组。以该组参数为基础,并根据移栽机结构特点和农业生产实际情况进行微调,将调整后的参数作为挠性圆盘移栽机投苗仿真试验的基本参数。结果表明:仿真数据与优化数据基本一致,改进的遗传算法适应本优化问题,为挠性圆盘式移栽机的机构参数化设计和试验研究奠定了基础。     

灭茬机运动参数优化设计

通过对灭茬机各相关参数对功率消耗目标的影响分析,建立了以灭茬机功率消耗目标,以机组前进速度、刀轴转速和工作宽度为参数的优化数学模型,优化出了灭茬机整地作业的运动参数,为灭茬机设计提供了一定的参考依据。     

数控铣削工艺参数优化研究

为进一步提高工艺水平,促进数控铣削工艺参数进一步优化,要对数控机床零件加工进行铣削加工实验数据的提取,并在神经网络建立基础上形成数控加工铣削工艺参数优化模型.文章基于DMC60H数控机床,对数控加工铣削参数进行优化方案的制定.在实验验证中证明该优化方法具有一定实效性,对提高数控机床加工效率有着重要意义.     

离心泵多目标优化设计及数值模拟研究

为进一步提高离心泵的优化设计水平,选择多目标优化与数值模拟相结合的方法,对一台低比转速离心泵进行优化分析,首先,以离心泵能量损失、抗气蚀性能及运行过程的稳定性为优化目标,离心泵叶轮的7个主要几何参数为设计变量,分别建立离心泵参数优化的数学模型,采用权矩阵分析的方法,给3个分目标函数分配相应的权值,并通过评价函数将它们统一为一个目标函数,利用遗传算法对目标函数进行多目标优化求解,得出叶轮7个设计参数的最优组合,将优化后的叶轮参数反代入优化模型中,结果显示离心泵的能量损失降低了4.3%,汽蚀余量降低了0.31 m;为进一步验证优化后泵运行的状态,根据优化后的叶轮参数建立离心泵水体三维模型,并利用CFX软件对水体模型做数值模拟分析,对比分析了优化前后流场中的压力脉动情况,结果显示优化后泵的蜗壳流道内压力脉动幅值降低了,优化后泵的运行稳定性有一定的提高。     

高速6—PSS并联机器人参数优化设计

针对高速6-PSS并联机器人尺寸参数多、动态性能复杂等特点,提出一种以工作空间为基础、动力学特性为优化目标的多目标优化方法。首先构建机构运动学方程,并利用拉格朗日法构建动力学模型,对机构的约束条件及工作空间进行分析,确定尺寸参数的搜索范围。然后,分析各个尺寸参数对关键动态性能的影响趋势,综合分析计算结果并提出优化目标函数。最后,通过优化数学模型计算,得到并联机器人尺寸参数最优解。通过仿真验证,对比优化前后驱动力、速度、功率等动态性能参数值,结果表明了优化算法的有效性和正确性,可为高速并联机构的参数设计提供一种有效的优化方法。     

塑料包装薄膜热封参数的仿真

基于影响塑料包装薄膜热封强度和质量的主要参数,通过试验,分析各参数对热封强度的影响,确定了最优热封参数,构建热封强度的数学模型。通过热封强度的仿真计算界面和热封参数的优化仿真界面,实现了热封参数与强度的优化,为包装机中热封器的设计和热封参数的设定提供了依据。     

螺纹管吸附式名优茶采收器设计与试验

针对名优茶选择性采摘时，因茶叶附壁导致收集成功率低的问题，根据一芽二叶的物理参数设计了一种螺纹管吸附式茶叶采收器。通过预试验得到了影响茶叶收集成功率的因素：负压、螺纹线数和螺纹导程的参数范围；采用Fluent仿真和Box-Behnken响应面分析法，研究各因素对茶叶收集成功率的影响。试验结果表明：3个因素改变管内近壁面处的空气切向速度；各因素对收集成功率的影响显著性主次排序为：负压、螺纹导程、螺纹线数；以茶叶收集成功率为优化目标对各参数进行优化并对优化后的参数取整，得到参数为：负压H=120 Pa、螺纹线数N=9、螺纹导程S=95 mm。以优化后的参数进行吸附式收集试验，结果表明收集成功率为98%,即优化后收集成功率相较于优化前提高26个百分点，试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。     

微波真空膨化浆果脆片工艺优化研究

为了优化微波真空膨化浆果脆片工艺参数,采用中心组合试验设计对影响膨化率的因素水平进行了综合研究,优化膨化工艺参数。以加工量、初始含水率、膨化时间和真空压强为影响因素,以膨化率为响应指标,确定了最佳膨化条件。经实验验证,误差在合理范围内,应用响应面分析法优化浆果微波真空膨化工艺参数是可行的。     

高强钢板热冲压模具冷却水道优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA模块对保压淬火过程零件及模具的温度场分布进行了数值模拟,分析高强钢板热冲压模具冷却系统均布水道的不足.在此基础上通过APDL参数化编程语言,选择零阶与一阶搜索相结合的优化算法,编写优化程序,以模具冷却水道半径、相邻水道间隔尺寸和水道与模面距离等参数为优化变量,以板料温度分布均匀和保证降温速率达到临界冷却速率为优化目标建立目标函数,优化后目标函数值为26.553(优化前为64.404).对优化前后成形件的温度分布进行了比较,得到成形件最高温度下降了44.5％,最低温度下降了14.5％,实现了对冷却水道各参数的优化.最后通过实验验证了优化结果的正确性.     

基于灰色系统理论的铝合金覆盖件成形优化模拟

以压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平的正交试验,模拟铝合金覆盖件成形,获得成形工艺参数与破裂、起皱、厚度最大变薄率等质量数据的目标函数.利用灰色系统理论,分别计算得到成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,多目标优化将转换为单目标优化问题.进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,获得优化的压边力、拉深筋截面几何参数,以此进行有限元模拟验证,优化的结果为变形均匀,表明成形的质量明显提高.     

基于群智能优化算法的土壤水动力参数反演

土壤水动力参数是模拟田间土壤物质传输过程的基本参数,准确确定土壤水动力参数对实现农田生境精准调控具有重要意义。基于一维垂直入渗试验数据,采用代数方法和数值方法,构造3个不同的目标函数,并分析鲸鱼优化算法和灰狼优化算法反演Brooks-Corey-Mualem模型参数的适用性。结果表明：通过选择合适的目标函数,两种群智能优化算法均可用于反演土壤水动力参数。在代数方法中,鲸鱼优化算法在目标函数2下(由累积入渗量、入渗时间、含水率构成的相对误差)固定参数θ_r、θ_s优化得到的土壤水动力参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在9.74%以下,决定系数都在0.904 0以上,反演时间为70 s;在数值方法中,灰狼优化算法在目标函数3下(由累积入渗量、湿润锋深度、含水率构成的相对误差)固定参数θ_r、θ_s优化得到的参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在2.53%以下,决定系数都在0.991 7以上,反演时间为115 s。因此,代数方法所用时间短、精度相对较低...     

基于离散元法的还田弯刀—秸秆—土壤互作模型仿真与试验

秸秆还田机还田弯刀的力学状态,直接影响还田质量及刀具可靠性.在含水率为30％,坚实度为700 kPa的黑土土壤中进行耕作参数优化试验,当耕深为200 mm、刀轴旋转速度为240 r/min、单位秸秆量为3.5 kg/m2时,刀轴扭矩平均值最小.依据优化的耕作参数及测定的仿真接触参数和材料参数,采用离散元法建立还田弯刀—...     

振动筛选机的优化设计

通过分析物料在筛选机筛面上的相对运动,以生产率最高为优化目标,建立了振动筛选机参数优化设计的数学模型。以ZKB型直线振动筛选机为研究对象进行了参数优化设计,得出了最佳的运动参数。优化结果表明,筛选机生产率提高约22%,并为今后振动筛选机的优化设计提供了有效方法。     

基于代理模型的混流泵多工况水力性能优化设计

为了拓宽混流泵高效区的运行范围,提高泵非设计工况下的水力性能,提出基于代理模型的混流泵多工况水力性能优化方法.由设计工况单点水力设计得到泵初始设计,并通过叶轮、导叶的参数化方法建立初始计算模型.以叶轮和导叶子午面形状参数以及叶片安放角为优化参数,设计工况下的扬程为约束条件,小流量工况、设计工况、大流量工况下最小效率最大化为优化目标.通过RBF代理型方法建立性能指标与优化参数之间的近似模型,利用CORS优化算法对近似模型进行寻优.根据泵流动特性,提出对子午面形状和叶片形状分步优化策略,有效解决了泵整机模型设计参数多、计算量大的问题.优化结果表明:在0.8Q_d,1.0Q_d,1.2Q_d工况下,泵水力效率分别提高了2.2%, 0.8%和0.7%,扬程均满足约束条件并稍有提高,泵效率曲线较初始设计明显变宽;泵内流场速度分布更加均匀,优化效果明显.