基于BP神经网络的推料机结构可靠性分析

为分析推料机在实际载荷工况条件下的工作可靠性,提出一种基于BP神经网络的推料机结构可靠性评估方法。首先,构建推料机有限元模型,并分析其在实际载荷工况条件下的最大应力响应;其次,结合APDL语言,构建推料机参数化分析模型,并对其开展试验设计,从而获取推料机不确定性因素与相应结构响应样本数据,在此基础上,确定基础BP网络结构,进而拟合推料机不确定性因素与响应间的信息传递关系,完成推料机BP网络模型的建立;最后,结合结构可靠性分析原理,构建推料机结构可靠性指标评估模型,完成推料机结构可靠性评估。分析结果表明:构建的BP网络模型能够合理表征推料机不确定性因素与最大应力响应间的内在关系;由于参数不确定性的影响,推料机最大应力响应呈现出一定的随机性并存在失效的可能,该结论可为推料机进一步优化设计提供一定参考价值。

考虑啮合错位的高速牵引齿轮可靠性分析

为量化齿轮传动系统可靠性与啮合错位的关系,综合考虑轴及轴承变形引起啮合错位和安装啮合错位的影响,对齿轮传动系统模型进行有限元分析。首先,根据有限元分析结果,拟合牵引扭矩与接触应力的函数关系,与未考虑啮合错位的齿面接触应力进行对比,分析由轴及轴承变形引起的啮合错位对齿轮接触应力的影响;其次,设置不同安装啮合错位量值,并对模型进行有限元分析,拟合安装啮合错位与接触应力的函数关系,寻找最佳安装啮合错位量,并通过有限元仿真验证;最后,根据啮合错位与接触应力的函数关系,并结合应力-强度干涉理论对齿轮进行可靠性分析。

基于多项式响应面代理模型的齿轮修形量优化

针对多因素影响下齿轮修形量难以确定的问题,基于多项式响应面代理模型和粒子群优化算法,对齿轮修形量进行优化。首先,综合考虑轴和轴承的影响,对齿轮传动装置进行参数化建模,并对齿轮模型的传动线性误差、齿面最大接触应力和单位法向载荷进行仿真分析,确定齿轮修形方式,进行复合修形;其次,根据模型参数及分析结果,确定各修形参数的范围,对修形参数进行正交试验设计,并对试验数据进行拟合,建立多项式响应面代理模型;最后,运用粒子群算法对代理模型进行寻优,得到齿轮最佳修形量。结果表明,拟合得到的多项式响应面代理模型具有良好的精度,能精确地拟合齿轮修形参数与最大接触应力的关系;利用粒子群算法得到的最佳修形量进行齿轮修形,能够使齿轮啮合过程的最大接触应力减小、传动误差减少,偏载现象得到有效改善。