基于NCGA的汽车外饰件注塑成型工艺参数多目标优化

针对汽车外饰薄壁零件生产中的多个工艺目标优化难题,本文以汽车B柱外饰件为分析对象进行研究。通过Moldflow软件建立零件仿真模型,并进行最优拉丁超立方试验采样数据,利用Kringing方法建立代理模型,以翘曲变形量和体积收缩率为注塑工艺的多个优化目标,通过邻域培植遗传算法(NCGA)对所建代理模型进行参数优化,并获得平衡了翘曲变形量和体积收缩率这2个目标的最优工艺参数组合:模具温度44.43℃,熔体温度205.36℃,注射时间1.99 s,保压压力38.71 MPa,保压时间27.47 s。与原有工艺参数相比,翘曲变形量降低了18.56%,体积收缩率降低了50.94%,注塑件质量得到显著提高。

基于Kriging模型和遗传算法的泵叶轮两工况水力优化设计

为了拓宽余热排出泵设计高效区的范围,提出了一种基于Kriging近似模型和遗传算法的优化方法。采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮叶片的进口冲角?β、包角φ及出口安放角β2进行16组方案设计,并采用ANSYS CFX14.5对16组叶轮方案进行定常数值模拟,选取离心泵设计工况1.0Qd和大流量工况1.62Qd下的效率为水力优化设计目标,建立了效率与叶片三个参数之间的Kriging近似模型,并应用多目标遗传算法对近似模型进行寻优,得到了最优的叶片参数。对原始方案进行外特性试验,数值模拟结果与试验结果基本吻合。优化后,叶轮在两工况下的效率均高于原始泵,效率分别提高了5.53%和2.29%。同时对比优化前后的泵内部速度分布,表明在设计工况和大流量工况下,优化后的叶轮内部相对速度分布更均匀,水力损失较小。提出的叶轮优化方法对泵性能提高提供了有效参考。

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化

为改善半潜式平台生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,分析影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况和应力水平。在应力集中区域设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于邻域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果。结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考。

1250t液压机滑块筋板的鲁棒优化设计

滑块是液压机的重要受力结构,对其进行优化设计十分重要。运用邻域培植遗传算法(NCGA)进行确定性优化设计并进行6σ单点稳健校核,结果表明设计结果的稳健性较差;将NCGA算法与6σ稳健优化方法相结合,在多学科优化软件iSIGHT中进行模型优化设计,结果表明设计结果的稳健性达到99.999 9%。

发动机水套缸垫水孔局部参数化优化设计

针对发动机水套缸垫水孔布置对冷却液流动影响较大,传统经验优化需要反复实验且主观性强、效率较低的问题,提出了一种缸垫水孔局部参数化的优化方法:建立缸垫水孔局部参数化的水套冷却模型并对该建模方法进行了实验验证;对水套流动及换热进行求解,基于最优拉丁超立方设计和响应面模型(RSM),建立了各关注量与缸垫水孔半径的近似模型并进行了验证;利用该近似模型约束各部分水路流量,以提高鼻梁区对流换热系数(HTC)、降低HTC不均匀度及压损为目标,应用相邻繁殖遗传算法(NCGA)对缸垫水孔的半径进行了优化。研究结果表明:缸垫水孔局部参数化建模方法简单且据实验表明可信度较高;通过实验设计及RSM建立的近似模型能够很好地对各目标值进行预测;利用该近似模型进行优化后,各支路流量分配合理,总压损下降了18.8%,鼻梁区HTC整体提高且不均匀度下降了57.7%。该方法能够一次性得到缸垫水孔的最优解且优化效果显著,避免了传统经验优化的重复性及主观性,效率较高。

大型液压装载机锻造摇臂的降重优化设计

基于ANSYS有限元软件建立了大型液压装载机锻造摇臂的有限元模型,并对其结构进行最大载荷工况下的静力分析,得到了摇臂结构的位移、应力的分布情况。在静力分析的基础上,在既不改变摇臂结构安装尺寸、并又满足摇臂刚度和强度的前提下,采用拉丁超立方实验设计方法与二阶多项式响应面模型,并运用遗传算法进行迭代求解,对锻造摇臂结构进行降重优化设计。根据优化后的结构参数建立摇臂三维几何模型并进行最大载荷工况下的静力分析;静力分析结果表明,优化后摇臂结构的刚度和强度满足工作要求,并且实现减重约59.98 kg,节约了材料,降低了生产成本。