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试述主轴基于遗传算法提升机主轴装置可靠性优化设计

收藏本文 2024-03-16 点赞:35320 浏览:159507 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:缠绕式提升机在矿山提升运输系统中占有重要的地位,是矿山四大固定设备之一。本论文针对国内缠绕式提升机可靠性优化设计方面探讨不足的近况,详细地浅析了缠绕式提升机关键部件—主轴装置,并建立了主轴装置数学优化模型。由于主轴装置优化模型中包含离散变量和连续变量,而传统的优化策略不能处理离散变量,只能将所得的最优解进行圆整,而这可能导致所得到的圆整解不在可行域内。本论文采取改善遗传算法对主轴装置进行优化设计,以混合编码对策分别处理连续变量和离散变量,同时采取精英选择对策,避开了蒙特卡罗策略在个体适应度值差别较大时而出现的早熟现象。同时文本将主轴装置优化设计与ANSYS有限元浅析结合起来,利用有限元数值计算和响应面法来实现缠绕式提升机主轴装置的可靠性优化设计,以满足提升机可靠性和经济性的要求。并且通过提升机主轴装置优化算例验证本论文策略具有较好的优化效果。以VC++为平台,编写提升机主轴可靠性优化设计软件。首先在VC中编制遗传算法并调用ANSYS对主轴装置进行参数化建模、静力学浅析和可靠性浅析,然后把有限元静力浅析和可靠性浅析结果作为优化设计主程序的约束条件,对提升机主轴装置进行可靠性优化设计。通过对提升机主轴可靠性优化设计软件的研发,可以快速实现主轴装置参数化可靠性优化设计,大大缩短新产品的研发周期,提升设计效率,而且与有限元浅析结合起来,使设计更合理,计算更精确,产品更可靠,同时所研发软件可以运用于同类型产品设之中,具有很好的运用前景。关键词:缠绕式提升机论文主轴装置论文遗传算法论文有限元浅析论文可靠性优化论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-9

    第一章 绪论9-15

    1.1 选题的目的和作用9-10

    1.2 国内外探讨的近况10-12

    1.2.1 提升机的探讨近况10-11

    1.2.2 遗传算法的探讨近况11-12

    1.2.3 结构可靠性优化的探讨近况12

    1.3 论文探讨的主要内容12-15

    第二章 单绳缠绕式提升机的设计论述15-37

    2.1 提升机的分类15

    2.2 单绳缠绕式提升机工作原理15

    2.3 提升机卷筒的结构形式及其失效方式15-16

    2.4 单绳双筒缠绕式提升机主轴的设计计算16-24

    2.4.1 主轴结构16-19

    2.4.2 主轴强度计算19-23

    2.4.3 主轴刚度计算23-24

    2.5 单绳双筒缠绕式提升机卷筒强度计算24-36

    2.5.1 自由筒壳区强度计算24

    2.5.2 支轮处筒壳应力计算24-31

    2.5.3 支轮应力浅析31-35

    2.5.4 筒壳稳定性条件35-36

    2.6 本章小结36-37

    第三章 遗传算法的基本原理37-51

    3.1 引言37-38

    3.2 标准遗传算法38-43

    3.2.1 遗传算法的基本原理38

    3.2.2 标准遗传算法流程38-39

    3.2.3 遗传编码39-40

    3.2.4 适应度函数40-41

    3.2.5 群体设定及初始化群体41

    3.2.6 遗传算子41-43

    3.2.7 终止循环的条件43

    3.3 遗传算法的改善—实值编码遗传算法43-49

    3.3.1 提升机主轴装置优化数学模型44-46

    3.3.2 适应度函数的制定46-47

    3.3.3 遗传算法编码案例的确定47

    3.3.4 遗传算子的选择47-49

    3.3.5 实例优化结果49

    3.4 本章小结49-51

    第四章 提升机主轴装置有限元浅析51-59

    4.1 ANSYS 参数化建模介绍51-52

    4.2 提升机主轴装置参数化建模52-55

    4.2.1 提升机主轴装置的简化处理52

    4.2.2 单元类型的设置52-53

    4.2.3 提升机主轴装置参数化建模53-55

    4.3 提升机主轴装置施加载荷及边界条件55-57

    4.3.1 载荷的处理[41]55-57

    4.3.2 边界约束的施加和载荷施加57

    4.4 主轴装置的有限元计算57-58

    4.5 本章小结58-59

    第五章 基于遗传算法的提升机主轴装置的可靠性优化59-73

    5.1 引言59

    5.2 可靠性论述介绍59-61

    5.2.1 提升机可靠性59-60

    5.2.2 结构功能函数60

    5.2.3 响应面法60-61

    5.3 基于实值编码遗传算法提升机主轴装置的可靠性优化设计61-69

    5.3.1 提升机主轴装置可靠性优化的数学模型61-65

    5.3.2 提升机主轴装置可靠性优化实现基本原理与策略65-67

    5.3.3 改善遗传算法模块67-68

    5.3.4 有限元应力浅析和可靠性浅析模块68-69

    5.4 提升机主轴装置的可靠性优化的算例69-70

    5.4.1 提升机主轴装置的基本参数69

    5.4.2 实值编码遗传算法制约参数的选取69-70

    5.4.3 提升机主轴装置可靠性优化结果70

    5.5 本章小结70-73

    第六章 结论与展望73-75

    6.1 结论73

    6.2 展望73-75

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