项目优化调度的病毒协同进化遗传算法

针对次序约束和资源约束的多模式项目调度问题提出了一种病毒协同进化遗传算法,并提出了解的编码、选择、交叉、变异和病毒感染操作等.算法用于求解项目活动的一个最优调度顺序和资源模式以使项目的成本最低,其操作特点是既可以通过遗传操作在父子代群体之间纵向传播进化基因进行全局搜索,又可以通过病毒感染操作在同一代群体内横向传播进化基因进行局部搜索.利用模板理论对算法的性能进行了分析.理论分析和实验结果表明,算法的搜索性能优于一般的遗传算法.算法对于不同优化目标的多模式项目调度问题可以同时求得一个满足次序约束的项目活动的最优调度顺序和满足资源约束的最优资源模式.

超声处理对7050铝合金凝固组织晶粒细化影响

研究了功率超声对7050铝合金凝固组织晶粒细化规律。实验结果表明,功率超声施振对7050凝固组织有显著细化作用,并随施振功率的增大,晶粒细化效果增强。但超声施振功率增大到一定程度后,晶粒细化效果不再明显。在铝熔体凝固过程的不同温度区间施加超声振动,温度过高、过低都会减弱细化效果,超声最佳施振温度区间为760～660℃。施振功率为240W时平均晶粒尺寸可达67μm。对平均晶粒尺寸与超声功率分析表明:超声施振功率与细化晶粒尺寸近似满足负指数递减关系,这为超声细晶技术在工业应用方面提供了实验依据。

基于BOM的质量-成本优化控制模式

在产品设计过程中,质量-成本的优化控制是关键,如何实现产品在有限范围内的质量最优,是企业需要解决的一个实际问题。针对这一问题,首先给出了利用层次分析法估算产品质量等级权重的过程;在此基础上,提出了一种适合按订单设计类型企业的质量-成本优化控制模式;该模式是一个0/1整数线性规划问题,并给出了分枝定界求解算法;最后给出了该模式的一个应用示例。

工程车辆发动机与液力变矩器匹配优化设计

为研究工程车辆发动机与液力变矩器之间的匹配对其动力性能和经济性能的影响,首先对工程车辆工作的不同工况进行分析,建立两种最高功率扭矩点位不同的发动机与液力变矩器的共同工作输入和输出特性的数学模型,并进行分析,优化计算方法;然后以工程车辆的动力性为目标,建立以液力变矩器有效直径为设计变量的发动机与液力变矩器匹配的优化模型,使用MATLAB进行实例计算,结果表明,优化后工程车辆发动机与液力变矩器的功率匹配在动力性方面提高了3.5%,燃油经济性方面则降低了3.1%。

产品开发设计过程中的成本优化控制模型

提出了一种适合按订单设计类型企业在产品开发设计过程中的成本优化控制模型 ,该模型要求在产品的开发设计过程中不仅要考虑技术条件约束下实现产品的最大客户化要求 ,为企业获取订单和市场优势奠定基础 ;同时要考虑产品的资源和成本约束 ,确保企业获得利润。给出了模型实用的贪心求解算法。实际应用表明该模型能够有效地指导企业进行产品的优化设计。

大型产品结构优化问题的病毒进化遗传算法

针对一种大型产品结构的质量一成本优化问题,设计了一种病毒进化遗传算法,提出了相应的编码解码方案和适应度的计算。病毒进化遗传算法是一种协同进化算法,既实现了遗传操作在父子代群体间纵向继承进化信息进行全局搜索的功能,也实现了病毒感染操作在同一代群体中横向传播进化信息进行局部搜索的功能,从而可以比遗传算法较快获得问题的满意解。最后给出了病毒进化遗传算法的试验仿真结果。

造船分段作业场所配置问题研究

针对现代造船模式下造船企业的多项目分段作业场所配置计划问题,分析了分段作业场所配置问题中各种复杂的制约因素,提出了分段作业场所配置计划的时间和空间综合评价标准——缺口体积,建立了多项目分段作业场所配置问题的优化模型。为了求解该问题,提出了分阶段的启发式规则,设计了基于规则优化组合的启发式算法。通过模拟数据验证了算法的正确性。

一种面向成本优化的生产计划调度算法

建立了一种车间层的生产计划的成本优化模型,该模型是一个在时间约束、可重复使用和不可重复使用资源约束下的多模式项目调度问题;给出了解的定义,设计了一种时间可行的成本优化调度算法,通过改进成本优化调度算法达到时间-成本双优的目的;给出了模拟试验结果。

脉冲电流对纯铝凝固组织及性能的影响

通过控制脉冲电流的频率及处理时间,研究脉冲电流对纯铝凝固组织及性能的影响。结果表明,脉冲电流能使纯铝的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶,脉冲频率为50 Hz时,组织细化效果达到最佳,截面等轴晶面积比率最大,横向截面等轴晶平均面积最小。处理后的试件布氏硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率分别提高9.79%、13.93%、9.33%、10.37%。

塑性变形条件下的接触热导率测试

利用激光热导仪和自制的夹具,通过测试接触副的总热扩散率和求解一维瞬态热传导方程,得到接触热导率与总热扩散率的函数关系,实现了在塑性变形条件下的接触热导测量。当压力增加到铝试样屈服强度的5.89倍时,硬度较小的铝试件变形率达到50%,接触热导率达到7.2 W/(cm2.K)。实验结果表明,接触热导率与压力之间呈幂指数关系变化,在试件发生屈服变形后,随压力增大,接触热导率的变化趋于平缓。通过对实验数据进行回归分析,得到了在接触副材料发生塑性变形条件下的接触热导率模型。

混凝土湿喷机臂架系统的动力学建模与分析

针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题,采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型.将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构,这样臂架成为不完全开链的十连杆机构.采用解析几何法,推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系,即臂架系统的运动学方程.在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程,建立广义力(液压油缸驱动力)对广义坐标(油缸行程)的数学模型.仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程,利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式,并导入MATLAB进行数值求解.同时,利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析.对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合,验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性.最后,结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响,结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化.因此,该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据.

铝熔体中超声声流的数值模拟

研究了超声声流在铝熔体中作用的基本原理,利用粘性可压缩流体的流体动力学理论,在4个假设条件下推导出超声声流在铝熔体中的数学模型。通过Matlab对数学模型进行数值计算,得到超声声流在铝熔体中的速度分布、应变速率以及剪切力分布,定量的分析了超声声流对铝熔体凝固过程的影响,为铝合金的超声连铸提供了理论依据。

铝合金大铸锭半连铸过程的热应力数值模拟

利用大型有限元软件MSC.MARC建立了直径为550 mm的7050铝合金大铸锭的半连续铸造热-力耦合有限元模型,考虑了凝固时结晶潜热的影响,给出了半连铸过程复杂的边界条件,分别对不同铸造速度和铸造温度下的温度场、应力场进行了模拟分析。结果表明:半连续铸造过程中,铝圆锭外层受压应力、心部受拉应力;铸造速度对应力影响较大;提高铸造速度与铸造温度使铝锭产生裂纹的倾向性增大。

功率超声对纯铝凝固过程的影响及衰减特性分析

研究了超声波对凝固过程的影响,探讨了不同超声功率对纯铝凝固过程冷却温度变化,声流和空化对细化晶粒的作用,实验结果表明:在不同超声功率下处理的铸锭,凝固时间缩短,温度分布更加均匀,温度梯度场变小,在不同功率超声振动下凝固组织平均晶粒尺寸从500μm变成为90μm,但随着超声功率的增加细化程度不再明显.超声的衰减作用使铸锭不同位置的晶核细化程度有很大的不同,由于空化效应和声流搅拌双重作用效应,使凝固组织细化程度提高.

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中 ,金属液经铸嘴装置连续不断地注入 2个相向旋转、内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间 ,金属液在辊缝中冷却、凝固结晶并经轧制成形 .作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温变耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型 ,对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真 ,并分析了辊套的厚度、导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响 .通过仿真分析发现 :辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈 ,辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升 ,但最高温度并不在出口处 ,而是在轧制区靠近出口处 .辊套离开铸轧区后温度开始下降 ,进入入口处时温度降至最低 ;界面导热能力随辊套表面粗糙度减小、辊套材料的导热系数增大、辊套厚度减小而增大 .

连续铸轧过程中的热-力耦合模型及数值计算

提出了具有强温变耦合特性的界面接触热导模型 ,采用第三类边界条件对铸轧过程中铸坯和铸轧辊辊套的温度场和轧制力分布进行了仿真 ,仿真结果与实测数据比较吻合。

基于功率匹配的水平定向钻节能控制系统研究

以节能为出发点,通过对水平定向钻功率匹配的分析,研究了将液压泵的最大功率曲线设定在发动机的输出功率曲线之上的功率匹配原理.控制系统检测外负载的变化,输出控制信号调节液压泵的排量,使液压泵在外负载大幅变化时仍可以完全吸收发动机输出的功率,确保发动机维持在设定的转速下运行,实现了充分发挥发动机功率和节能的目的.建立了水平定向钻AMESim仿真模型,研究了PID控制器在节能控制系统上的应用.仿真及试验结果表明,发动机转速波动均控制在50 r.min-1内,有效地减少了功率损失.

基于Workbench的正面吊臂架多目标优化设计

以正面吊臂架为研究对象,利用Workbench软件进行数值仿真,并通过其专业优化模块Design Exploration对正面吊臂架矩形截面参数进行多目标优化设计,仿真分析矩形截面参数与臂架最大应力之间的关系,求出臂架轻量化最优解.优化结果表明:在保证臂架强度、刚度的前提下,臂架质量降低了1122kg,约占优化前臂架质量的10.6%.节约了正面吊制造成本,降低了设备的使用能耗,为臂架设计及轻量化提供了理论依据.

静压桩机油箱散热优化

利用FLUENT有限体积法,应用标准κ-ε方程湍流模型,建立了320t静压桩机油箱的三维速度场和温度场模型,并通过实验获得了优化前、后油箱内部的温度曲线。实验结果表明,增加换热管后,油箱的最高温度由348.12K降为347.08K,验证了仿真计算的正确性与油箱散热优化的合理性。

界面接触热导对铸坯出口温度的影响

将铸轧区分成结晶区和轧制区两段 ,分析了结晶区和轧制区的界面接触热导对铸坯出口温度的影响。结果表明 :当轧制区接触热导在 1～ 3W /(cm2 ·K)区间变化、结晶区接触热导在 0 .1～ 0 .5W /(cm2 ·K)区间变化时 ,提高接触热导对降低铸坯出口温度、提高铸轧速度有显著作用 ;而且在高速轧制时提高结晶区接触热导 ,低速轧制时提高轧制区接触热导 ,更有利于实现高速轧制。