极地破冰船的快速性优化设计

船舶的快速性是设计初期的重要性能指标,由于缺乏详细的母型船资料,很难完成破冰船快速性的准确评估和设计。针对上述问题,首先通过Maxsurf软件建立破冰船主体部分的模型并进行船型优化,得到船体的型值和型线图。然后综合航速、冰厚等因素比较不同的船级社规范,估算出了适合该破冰船的推进功率,并利用Hullspeed模块分析求解Holtrop法建立的阻力模型,得到了破冰船的阻力参数,将推进功率与阻力结合最终优化得到关于破冰船快速性的功率曲线。分析结果表明,设计破冰船的破冰功率与航速均符合现代破冰船的设计特点。因此,在设计初期,可以通过Holtorp法回归公式结合船级社规范对破冰船的快速性进行优化设计。

搅拌输送车搅拌筒快速优化设计

搅拌筒是混凝土搅拌输送车的重要部件,拌筒叶片设计计算复杂,图纸绘制的工作量大。根据优化设计理论建立拌筒结构优化模型,对拌筒尺寸进行优化;基于SolidWorks中相应的特征绘制函数进行二次开发,通过程序代码实现特征的创建;将螺旋叶片在搅拌筒的不同部位进行分段,结合程序运算每段数据,对螺旋叶片分别进行造型设计和拟合,最终得到两条准确的螺旋叶片。实际计算表明本方法有效可行,实现了通过拌筒的设计参数进行筒体和螺旋线的快速优化设计。

基于Soild Works Simulation箱梁模板的快速优化设计

通过优化结构、减少材料的方式,可降低箱梁模板成本。结合了在隧道工程特定场合中使用的箱梁模板特点,选定多层交叉式箱梁模板作为优先使用结构;分析了多层交叉式箱梁模板的受力状况,确立了相应的设计参数及其优先级顺序,提出了按优先级高低确定参数的快速优化设计算法;利用Simulation插件,实现了多层交叉式箱梁模板的快速优化设计,达到了降低成本的目的。

肠道微型仿尺蠖式机器人机载供能线圈优化

采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何建模,测定磁芯磁导率分布,分析金属零件涡流效应对供能线圈参数影响,建立了供能线圈的集成环境模型.然后,结合电磁理论,计算了供能线圈在集成环境中的互感和等效串联电阻.最后,以最大化供能线圈输出功率为目标,在温升安全性要求和机器人内部空间约束下,对绕组的轴向位置、层数、匝数和线径进行优化,获得了各设计参数选取的一般性结论.采用优化设计参数的绕组尺寸仅为(12.0~12.4)mm×9.9 mm,当其位于磁芯轴向中心位置时,输出功率高达1478.3mW.

基于AMESim的微型精密比例阀迟滞性优化分析

针对微型比例阀流量控制精度低的问题,在结构设计上采用阻尼弹簧组件,分析比例阀系统的工作原理,利用AMESim建立了系统仿真模型,分析了线圈匝数、弹簧刚度、弹簧预紧力等参数对微型比例阀流量迟滞特性的影响。利用序列二次规划(NLPQL)优化算法,以线圈匝数为主变量,目标输出流量及最低迟滞性为优化目标,确定3组较优理论参数,将理论参数进行仿真,确定最优参数并进行实验验证。结果表明,带有阻尼弹簧组件的微型比例阀的输出流量平稳,流量迟滞性低,控制精度高。