【摘要】：V帶和齒輪傳動(dòng)是兩類最基本和重要的機(jī)械傳動(dòng)形式,應(yīng)用極為廣泛。對(duì)它們進(jìn)行全局優(yōu)化設(shè)計(jì),以及考慮它們在復(fù)雜不確定的實(shí)際應(yīng)用背景下的優(yōu)化設(shè)計(jì),不僅具有重要的理論價(jià)值,而且具有廣闊的應(yīng)用前景。本文根據(jù)工程實(shí)際中這兩類傳動(dòng)面臨的復(fù)雜設(shè)計(jì)和工作環(huán)境特點(diǎn),以現(xiàn)代優(yōu)化理論與方法和現(xiàn)代不確定數(shù)學(xué)理論與方法為研究工具,研究了這兩類傳動(dòng)設(shè)計(jì)的確定性全局優(yōu)化方法,首次提出了處理一類多態(tài)不確定性非線性優(yōu)化問題的方法并應(yīng)用到V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化中。主要研究工作如下： 1、分別建立了以V帶承載能力最大化和V帶疲勞壽命最長為目標(biāo)的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型,研究了這兩類模型目標(biāo)函數(shù)的凹性、單調(diào)性等特點(diǎn),證明了它們的可行域是有界閉凸集。以此為基礎(chǔ),提出了尋求其全局最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)值線段算法�？朔艘延醒芯砍晒牟蛔�,即以往設(shè)計(jì)中要么依賴于沒有收斂性理論保證的啟發(fā)式算法,要么只能得到可行設(shè)計(jì)方案或局部最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。 2、在包含隨機(jī)、模糊、區(qū)間等多種形態(tài)不確定參數(shù)的環(huán)境下,分別建立了V帶傳動(dòng)承載能力最大化和疲勞壽命最大化問題的多態(tài)不確定非線性優(yōu)化(PUNP)模型。在給定模糊隸屬度和隨機(jī)變量的置信水平的條件下,推導(dǎo)了這些不確定性優(yōu)化模型的確定型等價(jià)式。 3、基于一種建立在描述區(qū)間不等式的最大和最小范圍不等式定義基礎(chǔ)上的區(qū)間規(guī)劃理論,對(duì)具有多態(tài)不確定性的V帶傳動(dòng)承載能力最大化和疲勞壽命最大化問題,分別提出了尋求其區(qū)間最優(yōu)解的兩步抽樣算法,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了靈活的設(shè)計(jì)方案。 4、分別基于比較區(qū)間序的一種滿意度理論和一種可能度理論,提出了求解多態(tài)不確定非線性優(yōu)化問題的兩種交互式抽樣算法,案例研究表明這兩種算法能夠有效地得到穩(wěn)健的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。 5、針對(duì)一類載荷系數(shù)確定的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的體積優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,提出了三種全局優(yōu)化方法。第一種方法通過變量變換,將原非線性模型轉(zhuǎn)換成了含混合變量的線性規(guī)劃問題。再通過設(shè)計(jì)該類規(guī)劃的全局優(yōu)化方法,使得原問題在連續(xù)變量空間和混合變量空間中均能求出所有全局最優(yōu)解；第二種全局優(yōu)化方法針對(duì)一類優(yōu)化模型中增加了重合度系數(shù)的軟齒面直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì),以第一種方法為基礎(chǔ),通過對(duì)模型非線性特點(diǎn)的分析,求得該問題在連續(xù)變量空間中的全局最優(yōu)解；而第三種是基于離散變量枚舉與模型單調(diào)性分析相結(jié)合的方法,無論優(yōu)化模型考慮重合度系數(shù)與否,這種方法都能在混合變量空間中求得所有全局最優(yōu)解。
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2651407