本文關鍵詞：基于多目標遺傳算法的氣門彈簧優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣門彈簧是配氣結構中重要的組成零件，它的性能直接決定著內燃機是否能正常工作。汽車發(fā)動機發(fā)展趨勢是小型化、高速化，這要求氣門彈簧要有較高的強度，還要不斷減少氣門彈簧的安裝空間。因此必須保證氣門彈簧在上述要求下具有滿足設計要求的綜合性能。氣門彈簧的優(yōu)化問題可以歸屬為多目標優(yōu)化問題，利用傳統(tǒng)的設計方法對氣門彈簧優(yōu)化存在著一定的不足。多目標遺傳算法是一種優(yōu)秀的求解多目標優(yōu)化問題的算法，已被廣泛應用于解決工程領域中的多目標優(yōu)化問題。 本文描述了NSGA-Ⅱ算法求解氣門彈簧多目標優(yōu)化問題的詳細過程，建立了氣門彈簧的多目標優(yōu)化模型。模型以氣門彈簧的質量、自由高度、防共振性能最好作為目標函數(shù)，選取彈簧的工作圈數(shù)n、彈簧中徑D和彈簧絲直徑d作為決策變量。采用多目標遺傳算法NSGA-Ⅱ和基于參考點的R-NSGA-Ⅱ算法分別對氣門彈簧的多目標優(yōu)化模型進行求解。對得到的優(yōu)化結果進行了分析和研究，并選取一部分結果與傳統(tǒng)設計方法的優(yōu)化結果進行了比較，驗證了計算結果的正確性和優(yōu)化算法的有效性。采用ANSYSWorkbench對氣門彈簧的實體模型進行了有限元分析，其剛度、變形量和強度均能滿足設計要求，，進一步驗證了多目標優(yōu)化結果的正確性。 本文的研究結果表明，多目標遺傳算法NSGA-Ⅱ能比傳統(tǒng)方法更好地的實現(xiàn)氣門彈簧的多目標優(yōu)化。多目標遺傳算法能夠在協(xié)調各個目標函數(shù)的情況下得到比較理想的Pareto最優(yōu)解集，比傳統(tǒng)方法更能有效地提高氣門彈簧的綜合性能，是解決氣門彈簧多目標優(yōu)化問題的一個有效的工具，并且具有良好的工程應用前景。
【關鍵詞】：氣門彈簧 多目標優(yōu)化 遺傳算法 NSGA-Ⅱ
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP18;TH135
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國內外氣門彈簧的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 多目標遺傳算法的相關研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文研究的主要內容13-14
• 1.5 本章小結14-15
• 第二章 圓柱螺旋彈簧的基本設計理論15-23
• 2.1 圓柱螺旋彈簧的基本理論15-21
• 2.1.1 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù)15-16
• 2.1.2 圓柱螺旋彈簧的受力分析16-19
• 2.1.3 圓柱螺旋彈簧變形分析19-21
• 2.1.4 圓柱螺旋壓縮彈簧的穩(wěn)定性21
• 2.2 本章小結21-23
• 第三章 氣門彈簧的多目標優(yōu)化23-58
• 3.1 氣門彈簧的主要失效原因23-24
• 3.2 氣門彈簧優(yōu)化設計數(shù)學模型及特點24-25
• 3.2.1 氣門彈簧優(yōu)化設計數(shù)學模型24-25
• 3.2.2 氣門彈簧優(yōu)化設計問題的特點25
• 3.3 氣門彈簧的多目標優(yōu)化數(shù)學模型25-29
• 3.3.1 確定設計變量26
• 3.3.2 目標函數(shù)的確定26
• 3.3.3 約束條件26-28
• 3.3.4 工程優(yōu)化算例28-29
• 3.4 優(yōu)化過程的實現(xiàn)29-30
• 3.5 多目標遺傳算法研究30-46
• 3.5.1 NSGA-II 采用的技術30-33
• 3.5.2 NSGA-II 算法主流程33-35
• 3.5.3 本文算法的實現(xiàn)準備35-37
• 3.5.4 NSGA-II 算法的性能測試37-40
• 3.5.5 基于參考點的 R-NSGA-II 算法40-41
• 3.5.6 R-NSGA-II 算法的數(shù)值實驗41-46
• 3.6 氣門彈簧的多目標優(yōu)化仿真46-53
• 3.6.1 基于 NSGA-II 的優(yōu)化結果46-50
• 3.6.2 基于 R-NSGA-II 的優(yōu)化結果50-53
• 3.7 優(yōu)化結果對比分析53-56
• 3.8 氣門彈簧優(yōu)化結論56-57
• 3.9 本章小結57-58
• 第四章 氣門彈簧有限元分析58-69
• 4.1 有限元分析簡介58-59
• 4.1.1 有限元理論介紹58
• 4.1.2 有限元軟件介紹58-59
• 4.2 氣門彈簧實體建模59-60
• 4.3 靜力學分析60-64
• 4.3.1 網格劃分61
• 4.3.2 氣門彈簧剛度分析61-62
• 4.3.3 氣門彈簧應力和軸向變形分析62-64
• 4.4 模態(tài)分析64-67
• 4.5 疲勞強度校核67
• 4.6 結果分析67-68
• 4.7 本章小結68-69
• 第五章 總結和展望69-71
• 5.1 總結69-70
• 5.2 展望70-71
• 參考文獻71-74
• 附錄 A74-78
• 致謝78-79
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果79-80

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于多目標遺傳算法的氣門彈簧優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：344282