本文關(guān)鍵詞：基于代理模型的大型球磨機(jī)靜壓軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 球磨機(jī) 靜壓軸承 承載能力 代理模型 多目標(biāo)優(yōu)化

【摘要】：近年來(lái)為了提高生產(chǎn)效率,球磨機(jī)型號(hào)不斷擴(kuò)大,并經(jīng)常處于連續(xù)低速重載這樣十分惡劣的工作環(huán)境,靜壓軸承的性能直接影響到球磨機(jī)安全性。因此研究靜壓軸承的承載性能、功率損耗和靜壓軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)保證球磨機(jī)的安全性、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51265020),通過(guò)對(duì)靜壓軸承油膜的研究,討論分析了油腔形狀及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜壓軸承承載性能和功率損耗的影響規(guī)律,并做了靜壓軸承的試驗(yàn)測(cè)試,最后對(duì)靜壓軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究工作和結(jié)論如下:介紹大型球磨機(jī)靜壓軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與材質(zhì),并總結(jié)了靜壓軸承性能的影響因素。通過(guò)利用CFD仿真技術(shù)分析油腔形狀、油腔包角、油腔寬和油腔偏位角對(duì)靜壓軸承承載能力、液壓功耗及壓力場(chǎng)的影響,為驗(yàn)證仿真方法的準(zhǔn)確性,進(jìn)行試驗(yàn)靜壓軸承的測(cè)試。結(jié)果表明油腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜壓軸承的性能有較大影響,并且試驗(yàn)結(jié)果證明仿真方法的準(zhǔn)確性。提出構(gòu)建靜壓軸承油膜代理模型的方法。通過(guò)使用優(yōu)化的拉丁超立方設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,分別采用RSM方法、Kriging方法和RBF方法建立代理模型,并對(duì)三種代理模型做了精度檢驗(yàn)和對(duì)比分析。結(jié)果表明RBF模型更適合做為靜壓軸承油膜的代理模型,為下一步靜壓軸承的結(jié)構(gòu)優(yōu)化打下基礎(chǔ)。對(duì)大型球磨機(jī)靜壓軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿足軸承工作載荷的要求下,基于RBF代理模型分別應(yīng)用MIGA優(yōu)化算法對(duì)軸承進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化和MOPSO優(yōu)化算法對(duì)軸承進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,并通過(guò)應(yīng)用基于灰色關(guān)聯(lián)度的TOPSIS方法選取Pareto解集最優(yōu)妥協(xié)解。最后將優(yōu)化后的結(jié)果與原始設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)只能使得軸承的一個(gè)目標(biāo)優(yōu)于原始設(shè)計(jì),而多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的靜壓軸承相比單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)和原始設(shè)計(jì)的靜壓軸承性能更好,不但可以承受更多的工作介質(zhì)重量,而且有效降低了軸承的功率損耗。本文通過(guò)對(duì)大型球磨機(jī)靜壓軸承油膜進(jìn)行CFD仿真計(jì)算,得到了靜壓軸承的承載力、功率損耗及油膜的壓力分布規(guī)律,并基于代理模型對(duì)靜壓軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)提高大型球磨機(jī)的安全性、生產(chǎn)效率和節(jié)約能耗具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：球磨機(jī) 靜壓軸承 承載能力 代理模型 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH133.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 靜壓軸承研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 基于代理模型優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 大型球磨機(jī)靜壓軸承性能參數(shù)計(jì)算17-25
• 2.1 大型球磨機(jī)靜壓軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)17-19
• 2.2 大型球磨機(jī)靜壓軸承工作載荷19-22
• 2.3 大型球磨機(jī)靜壓軸承功率損耗22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 油腔結(jié)構(gòu)對(duì)靜壓軸承性能影響分析25-45
• 3.1 控制方程25-26
• 3.2 基本假設(shè)及邊界條件26
• 3.3 油膜有限元模型26-27
• 3.4 油腔形狀對(duì)靜壓軸承性能影響分析27-31
• 3.5 油腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜壓軸承性能影響31-38
• 3.5.1 油腔包角對(duì)靜壓軸承性能的影響31-34
• 3.5.2 油腔偏位角對(duì)靜壓軸承性能的影響34-36
• 3.5.3 油腔寬對(duì)靜壓軸承性能的影響36-38
• 3.6 球磨機(jī)靜壓軸承試驗(yàn)38-43
• 3.6.1 試驗(yàn)原理39-40
• 3.6.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定40
• 3.6.3 試驗(yàn)與仿真結(jié)果分析對(duì)比40-43
• 3.7 本章小結(jié)43-45
• 第4章 靜壓軸承油膜代理模型的建立45-55
• 4.1 代理模型方法45-46
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)46-49
• 4.3 代理模型的建立49-51
• 4.4 代理模型的精度檢驗(yàn)51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 大型球磨機(jī)靜壓軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化55-67
• 5.1 靜壓軸承單目標(biāo)優(yōu)化55-59
• 5.1.1 靜壓軸承承載能力單目標(biāo)優(yōu)化56-57
• 5.1.2 靜壓軸承液壓功耗單目標(biāo)優(yōu)化57-59
• 5.2 靜壓軸承多目標(biāo)優(yōu)化59-65
• 5.2.1 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法60-61
• 5.2.2 Pareto解集和最優(yōu)妥協(xié)解61-63
• 5.2.3 優(yōu)化結(jié)果分析63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 不足與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-76
• 致謝76

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本文編號(hào)：951643