基于响应面模型的安全箱卡扣强度优化

以安全箱卡扣为研究对象,首先,基于响应面优化理论,采用响应面设计(BBD,Box-Behnken design)法设计随机试验并构建回归方程,进行目标优化。其次,选取不同卡扣长度、宽度、厚度、底侧圆角作为参数进行模型设计,按照设计参数进行建模和有限元仿真分析;构建参数和响应量间的回归方程,以最大应力为优化目标进行优化求解。最后,对优化后的卡扣设计方案进行验证,可为卡扣设计探索一种新的优化设计方法。

行星齿轮齿面强度优化

行星齿轮传动系统中多个行星齿轮功率分流,使得行星齿轮系统在大功率高转速工况下优势凸显。考虑实际工况下行星齿轮支承结构的弯曲和扭转变形对齿面载荷的影响,对行星齿轮支承结构进行建模,获得其弯曲和扭转变形参数,利用KISSsoft软件将获得的弯曲和扭转变形代入行星齿轮系统模型中,获得了最接近实际工况的行星齿轮系统模型。为了取得最佳齿面强度参数和最小传动误差,对行星齿轮进行螺旋线修形,修形后齿间油膜比厚增加明显,齿面载荷分布趋于均匀。在材料和加工条件确定的情况下,不仅能节约成本,还能优化齿面载荷分布,提高齿面强度,充分发挥行星齿轮传动的优势。

变速器行星齿轮机构等强度优化设计

车辆行星齿轮变速器一般采用经验设计方法得到齿轮参数,使用中部分齿轮会因强度低而导致早期损坏,部分齿轮强度过高而使变速器结构体积增大。由此,提出一种优化方法,以变速器各行星排齿轮强度均等和体积最小为综合优化目标,利用行星齿轮装配条件为约束,求解后得到变速器的齿轮参数,利用ROMAX软件对优化后的齿轮进行仿真分析,得到变速器各行星排最大疲劳应力及疲劳寿命。仿真和试验结果表明:与经验设计方法相比,强化了薄弱齿轮的强度,齿轮接触应力由1 118 MPa降至932 MPa;齿轮的强度更加均衡,齿轮接触应力差值由368 MPa降至193 MPa;齿轮疲劳寿命差距缩小,由15 770.2 h降至9 158.8 h;同时变速箱体积减小8.38%,分析结果与优化目标相符。

变厚度圆柱壳的强度优化设计

对在任意轴对称分布荷载作用下体积保持常数的变厚度圆柱壳的强度优化设计问题进行了研究。当中面形状固定时 ,采用阶梯折算法 ,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式。根据Huber-Mises-Hencky强度准则 ,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题 ,并采用投影梯度法建立了问题的优化方法。文中对几个典型问题进行了计算。与等厚度圆柱壳相比较 ,优化圆柱壳的最大当量应力得到了显著降低。

圆柱壳体的强度优化设计理论研究

对在任意轴对称分布荷载作用下体积保持常数的变厚度圆柱壳的强度优化设计问题进行了研究 .采用阶梯折算法 ,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式 .根据 Huber-Mises- Hencky强度准则 ,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题 ,并采用投影梯度法建立了问题的优化方法 .对几个典型问题进行了计算分析 ,取得了较好的结果 .

一种简便的齿轮传动等强度优化设计方法

根据等强度优化理论，通过分析齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度的内在联系，引进复合齿形系数和齿数算子的概念，提出了一种能直接求得齿轮传动优化参数的简便方法。将该方法用于二级或多级齿轮减速器的优化设计，其优化过程更为直观、清晰，编程更为简单、快捷。

非均匀侧压作用下圆柱壳的强度优化设计研究(英文)

研究变厚度圆柱壳在任意轴对称侧向分布荷载作用下、体积保持不变时的强度优化设计问题。采用阶梯折算法,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式。根据Huber-Mises-Hencky强度准则,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题,并以投影梯度法对本问题进行了的优化计算;对一些典型算例的计算分析证明本文方法的可靠性。

2MW风机叶片梁帽与腹板的强度优化设计

近年来,遗传算法发展成为一种比较普及的优化算法,遗传算法的主要特点是:稳定性好、通用性强、全局收敛性较优。在本篇论文中,比较详细地描述了遗传算法的优化机理,而且在大型风机复合材料叶片的梁帽与腹板的强度优化设计中应用了遗传算法的优化机理。考虑到层压板的结构参数具有离散型特征,所以在复合材料层压板结构优化设计中应用遗传算法时,适宜地提出了整数编码策略,使用整数编码策略来进行复合材料层压结构的遗传算法优化设计。所谓整数编码,即复合材料层压结构的参数用整数来表征。使用整数编码策略的主要优点有:直观、方便、遗传算法的交叉、变异操作比较容易地进行。在此之外,还构造了适应度函数以用于遗传算法,最终达到了叶片梁帽和腹板结构强度优化的目标。本论文展示了基于遗传算法的大型风机复合材料叶片梁帽与腹板的强度优化设计的诸多优势。想要进行强度优化设计,首先要深入理解力学原理,同时也要掌握数值计算方法。在深入了解单层复合材料与叠层复合材料的弹性理论基础,以及在仔细研究改进的遗传算法优化理论基础之上,设定了一定的铺层规则,仅将工程中常用的四种角度作为限定的铺层角度,应用遗传算法对2MW风机复合材料叶片的梁帽和腹板进行了强度优化设计。本文的最后计算结果表明,由于遗传算法在处理离散型问题方面的特有优势,故在2MW风机叶片的梁帽和腹板的强度优化设计中,使用遗传算法进行强度优化设计是可行和可信的。

某车型盘式制动器卡钳强度优化改进

利用制动器制动力矩及地面制动力矩,对某车型盘式制动器制动卡钳进行强度分析,识别制动卡钳的最大应力超出材料的判断标准,实车存在卡钳支架断裂的风险;通过优化分析研究,对盘式制动卡钳结构进行一系列改进,解决卡钳强度不足的问题。该分析方法可用于对汽车设计过程,对制动卡钳进行强度校核,降低后期试验成本,缩短产品开发周期。

遗传算法在非零变位弧齿锥齿轮强度优化计算中的应用

根据弧齿锥齿轮的非零变位原理,以齿轮的弯曲强度几何系数J最大为目标函数,以齿形不发生异常为约束条件,利用遗传算法对变位系数进行优化。由于优化后齿轮齿形的变化,在同样的载荷条件下轮齿所受的工作弯曲应力减小,可提高齿轮的弯曲强度。

双体船大开口角隅节点疲劳强度优化方法研究

与同样吨位的单体船相比,双体船具有更大的甲板面积、更大的舱容。在双体船大开口角隅位置,由于应力集中,更容易引起疲劳损伤的迅速积累。因此,在结构设计中,角隅位置的疲劳强度一直是工程界关心的部分。本文使用谱分析方法研究双体船角隅节点的疲劳强度。在疲劳校核基础上对角隅位置进行优化设计,研究增加板厚和增设肘板对角隅处疲劳强度的影响。在此基础上分析不同优化方法的适用性,为船舶设计与安全性能提供适当的建议。

基于三次模拟退火算法的2K-H轮系等强度优化

2K-H型行星轮系中有各齿轮接触疲劳强度不同的现象,从而容易导致寿命差异问题。通过建立三维模型并进行机构分析,将齿轮的齿数、法向模数等作为优化参数,提出以计算安全系数的方差为目标函数的等强度优化方法,将齿轮成型条件与装配条件作为约束,利用Python语言编写模拟退火算法进行求解;为减少模拟退火算法结果随机性和陷入局部最优解的情况,提出在模拟退火算法中的适当温度引入多次回火升温操作,从而实现三次模拟退火算法并进行求解。算例优化表明:该方法可使各齿轮间强度差异缩小,且三次退火相比单次退火的结果更好,能够有效平均各齿轮的寿命同时优化齿轮各项参数。

城市道路立交桥主梁结构强度优化设计研究

对城市道路立交桥的主梁结构强度优化设计,可有效提升城市立交桥的建筑质量。对立交桥的主梁结构强度进行优化,需要利用强度设计的训练样本与训练结果,得到每一段检验样本相对误差的平均值,从而完成对主梁结构强度的优化。传统方法通过对主梁结构的初步设计,给出强度优化序列,但无法得出检验样本的相对误差,导致强度优化设计效果不理想。提出基于叶贝斯理论的城市道路立交桥主梁结构强度优化设计方法。融合于叶贝斯思想理论将主梁的退化量定义为主梁的性能强度,计算出基于神经网络的强度优化设计最大误差值,根据输入向量之分量的平均值,给出强度优化设计训练样本与训练结果,得到每一梁段检验样本相对误差的平均值,以此为依据完成对城市道路立交桥主梁结构强度优化设计。实验结果表明,所提方法设计精确度高,为保障城市立交桥建筑施工质量提供了科学的依据。

玻璃钢夹砂管树脂砂浆强度优化试验研究

玻璃钢夹砂管作为一种柔性非金属复合材料,力学性能优良,综合经济效益好,在公路涵洞工程具有广阔的应用前景。由于路面长期受重型车辆荷载作用,对埋地管涵的强度有更高的要求,其夹砂层质量尤为重要,而目前众多企业生产的FRPM管夹砂层均存在问题。通过制作不同级配的试样优化夹砂层强度,分别测试其抗折和抗压强度,并采用体视显微镜分析试样的断面形貌特征。结果表明,第4组级配试样的力学性能最优,其石英砂和树脂粘结状态较好,树脂填充密实,为玻璃钢夹砂管的生产质量控制和在公路涵洞工程上的推广与应用提供科学的依据。

基于级配分析的充填强度优化研究

骨料级配是组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系,良好的级配可以充分发挥骨料的强度效应。针对金川镍矿使用棒磨砂胶结充填时出现的强度低、水泥消耗量大等问题,对棒磨砂开展级配分析发现与Fuller级配差距较大,级配不良;以废石集料和棒磨砂为骨料,开展堆积密实度试验,进行级配分析,并开展充填体强度室内试验,结果表明:当砂石比为5∶5时,密实度达到最大值为0.728,该骨料级配与Fuller级配较接近,级配较好;在保持料浆浓度78%的条件下,采用废石+棒磨砂为骨料且砂石比5∶5,当水泥掺量为260kg/m^3时,充填体即可达到强度要求;金川公司以棒磨砂为骨料,同种条件下需要水泥掺量至少达到310kg/m^3,该配合比相较前者需要多消耗水泥20%以上。研究结果可为同类型胶结充填的金属矿山在优化骨料配比、提高充填体强度并降低水泥消耗、增加充填采矿效益方面提供指导。

无气隙表贴式机电液耦合器转子强度优化

针对多能源组合动力装置存在的体积大、结构松散和能量转换效率低等问题,本文提出了一种新型动力装置—机电液耦合器,可将传统永磁旋转电机与斜盘式轴向柱塞泵/马达揉汇一体,实现电能、机械能和液压能的相互转化。搭建机电液耦合器三维理论模型,并基于Workbench对转子各部分进行受力分析。同时,以转子受力为优化目标,建立强度优化响应面模型,选取护套与永磁体之间的过盈量和护套厚度为优化变量,并通过目标驱动优化,得到最优参数组合方案。仿真结果表明,转轴等效应力、永磁体径向压应力、永磁体切向压应力以及护套等效应力均有所改善,护套与永磁体之间的接触应力满足传递扭矩的要求,符合工程实践期望。该研究对电机转子强度优化和机电液耦合器的理论挖掘和开发具有理论指导意义。

羽毛球多球训练强度优化性研究

羽毛球多球训练是具有中国特色的高效训练方法，也是一种新兴的、最普遍的训练方法。本文详细阐述了羽毛球多球训练的定义、类型，认真分析了羽毛球多球训练的各个要素，并针对各个要素进行多球训练强度优化性分析。

连铸机扇形段强度优化探索

连续铸钢是钢铁工业发展过程中继氧气转炉炼钢后的又一项革命性技术。连铸是将钢液用连铸机浇铸、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺,它是连接炼钢与轧钢的环节。

深基坑中装配式钢支撑围檩强度优化的数值模拟

深基坑支护体系的稳定对工程安全至关重要。针对装配式围檩在施工过程中的微小形变导致预应力消散问题,通过改变围檩钢板厚度以及注入微膨胀混凝土,并基于Midas GTS对比分析了装配式围檩强度变化特征。结果表明采取在钢围檩中灌注微膨胀混凝土、增强钢围檩刚度等措施,能够极大的提高围檩抵抗塑性变形的能力,确保钢支撑的承载力达到预应力设计值,保障了深基坑的安全施工。

双体交通艇结构强度优化设计研究

以42.58m双体交通艇为研究对象,利用有限元分析法对全船结构模型进行强度分析。对筒体、舱壁、桁材腹板等平板结构采用板单元模拟,考虑12种载荷组合工况并计算船舶中拱、中垂弯矩、对开力和扭矩等;对各种工况下的有限元结果进行屈服强度与屈曲强度校核,并提出一种增加防屈曲筋的结构优化设计。结果表明:艇体增加防屈曲筋后,其结构强度能满足规范要求,可为类似艇体的结构强度设计提供参考。