本文關(guān)鍵詞：含有支架的柔性機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,噪聲污染成為了當(dāng)前十分嚴(yán)重的環(huán)境問題。柔性機(jī)構(gòu)具有良好的減振降噪特性,對柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化成為了當(dāng)前研究的熱點。本文主要研究了柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)對固有頻率的影響,并對機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下：首先,給出一種含有支架的柔性機(jī)構(gòu),利用ANSYS軟件建模,進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,在有阻尼和無阻尼兩種工況下,研究機(jī)構(gòu)振動特性,觀察固有頻率與振動特性之間的關(guān)系。然后改變機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)和幾何參數(shù),研究參數(shù)對固有頻率的影響；通過計算對比,找出對機(jī)構(gòu)固有頻率影響較大的參數(shù)。接著將對固有頻率影響較大的參數(shù),通過全面實驗設(shè)計的方法采集試驗點,并求出對應(yīng)的固有頻率。借助徑向基函數(shù)(RBF)的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行插值擬合,構(gòu)建出代理模型。然后對代理模型進(jìn)行精度分析,證明了其可靠性。接著,為了使機(jī)構(gòu)在一定的頻率下有較好的吸聲特性,運用標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法對代理模型進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化。首先,對代理模型進(jìn)行最小固有頻率的優(yōu)化：通過MATLAB編程求出最小固有頻率對應(yīng)的參數(shù)值,根據(jù)所得的參數(shù)值,運用ANSYS進(jìn)行有限元建模分析,得出ANSYS計算的固有頻率,并與優(yōu)化前模型的頻率進(jìn)行對比分析。研究表明,優(yōu)化后,機(jī)構(gòu)的固有頻率減小了24%。然后對代理模型進(jìn)行給定固有頻率的優(yōu)化：給定固有頻率,采用粒子群優(yōu)化算法求出對應(yīng)的參數(shù)值；根據(jù)所得參數(shù)值,將對應(yīng)的ANSYS計算值和給定固有頻率進(jìn)行對比分析,其誤差小于5%,從而得到合適的參數(shù),使得機(jī)構(gòu)固有頻率接近給定的固有頻率。最后根據(jù)所得的代理模型,固定其中任意一個參數(shù),研究另外兩個參數(shù)對固有頻率的影響情況。最后,應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法對一種正方形柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行支架位置的雙參數(shù)優(yōu)化。首先運用MATLAB中的cubic方法,擬合得到機(jī)構(gòu)固有頻率與支架位置之間的關(guān)系式；針對此關(guān)系式通過MATLAB編程計算,求出最小固有頻率對應(yīng)的支架位置坐標(biāo),并在ANSYS中計算出對應(yīng)的固有頻率,并驗證該固有頻率為機(jī)構(gòu)的最小固有頻率。最后,對于給定固有頻率,求出對應(yīng)的多組支架位置坐標(biāo),并運用ANSYS求出對應(yīng)的多組仿真值,將仿真值與給定的固有頻率進(jìn)行對比,相對誤差小于5%,從而實現(xiàn)在給定的固有頻率下支架位置的雙參數(shù)優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：柔性機(jī)構(gòu) 固有頻率 徑向基函數(shù)(RBF) 粒子群優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH122;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究的背景及意義9-11
• 1.2 柔性機(jī)構(gòu)及其研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 柔性機(jī)構(gòu)簡介11-12
• 1.2.2 柔性機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法13-16
• 1.3.1 幾種智能優(yōu)化算法簡介13-14
• 1.3.2 粒子群優(yōu)化算法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文的主要研究思路及內(nèi)容16-18
• 2 基礎(chǔ)理論18-28
• 2.1 機(jī)械振動基礎(chǔ)18-23
• 2.1.1 多自由度系統(tǒng)的動力響應(yīng)18-21
• 2.1.2 振動系統(tǒng)的固有頻率和振型21-22
• 2.1.3 傳遞函數(shù)22-23
• 2.2 有限元法基礎(chǔ)23-26
• 2.2.1 有限元法23-24
• 2.2.2 動力學(xué)分析24-25
• 2.2.3 ANSYS軟件介紹25-26
• 2.3 代理模型理論26-28
• 3 柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)對固有頻率的影響28-45
• 3.1 有限元建模及計算29-31
• 3.1.1 建立實體模型29-30
• 3.1.2 加載并求解30-31
• 3.1.3 后處理31
• 3.2 振動特性分析31-33
• 3.3 單一參數(shù)對固有頻率的影響33-37
• 3.3.1 ZA對固有頻率的影響33-34
• 3.3.2 圓柱半徑對固有頻率的影響34-36
• 3.3.3 薄板厚度對固有頻率的影響36-37
• 3.3.4 物塊厚度對固有頻率的影響37
• 3.4 基于徑向基函數(shù)(RBF)的代理模型37-41
• 3.4.1 全面實驗法38
• 3.4.2 徑向基函數(shù)(RBF)38-39
• 3.4.3 數(shù)據(jù)擬合與精度分析39-41
• 3.5 雙參數(shù)對固有頻率的影響41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 4 基于粒子群算法的柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化45-54
• 4.1 粒子群優(yōu)化算法45-47
• 4.1.1 原始粒子群優(yōu)化算法45-46
• 4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法46-47
• 4.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法(PSO)流程47-48
• 4.3 算例分析48-51
• 4.3.1 最小頻率的優(yōu)化49-50
• 4.3.2 給定頻率的優(yōu)化50-51
• 4.4 結(jié)構(gòu)簡化51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 正方形柔性機(jī)構(gòu)支架位置的雙參數(shù)優(yōu)化54-61
• 5.1 有限元建模54-55
• 5.2 支架位置對固有頻率的影響55-56
• 5.3 精度分析56-57
• 5.4 基于粒子群優(yōu)化算法二維支架位置的優(yōu)化57-60
• 5.4.1 最小頻率的雙參數(shù)優(yōu)化57-59
• 5.4.2 給定固有頻率的雙參數(shù)優(yōu)化59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡俊峰;鄭昌虎;徐貴陽;;基于有限元法的橋式柔順機(jī)構(gòu)動態(tài)性能分析[J];機(jī)械設(shè)計;2016年01期

2 劉慶玲;;組合柔性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征對其動力學(xué)性能的影響[J];機(jī)械設(shè)計;2015年12期

3 張明月;楊洪波;;基于大位移柔性結(jié)構(gòu)的動鏡支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計及研究[J];紅外與激光工程;2014年08期

4 韓彥彬;白廣忱;李曉穎;白斌;;基于支持向量機(jī)柔性機(jī)構(gòu)動態(tài)可靠性分析[J];機(jī)械工程學(xué)報;2014年11期

5 王靜云;常安定;徐春龍;周秀秀;王久杰;;應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法設(shè)計錐形孔微穿孔板結(jié)構(gòu)[J];陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

6 胥小波;鄭康鋒;李丹;武斌;楊義先;;新的混沌粒子群優(yōu)化算法[J];通信學(xué)報;2012年01期

7 任子暉;王堅;高岳林;;馬爾科夫鏈的粒子群優(yōu)化算法全局收斂性分析[J];控制理論與應(yīng)用;2011年04期

8 羅陽軍;亢戰(zhàn);吳子燕;;考慮不確定性的柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[J];機(jī)械工程學(xué)報;2011年01期

9 張勇;李光耀;孫光永;;汽車車身耐撞性與NVH多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化研究[J];中國機(jī)械工程;2008年14期

10 夏永明 ,付子義 ,袁世鷹 ,程志平;粒子群優(yōu)化算法在直線感應(yīng)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J];中小型電機(jī);2002年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳國棟;基于代理模型的多目標(biāo)優(yōu)化方法及其在車身設(shè)計中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2012年

，

本文編號：1001874