定模动辊变截面辊弯成形机的动态智能优化方法

发布时间：2017-07-07 05:17

  本文关键词：定模动辊变截面辊弯成形机的动态智能优化方法

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【摘要】：定模动辊变截面辊弯成形机是所在研究团队研制的一种新的板材成形设备,其工作过程是通过轧辊沿型模对钢板材的辊压逐步成形。变截面成形过程,需要多轴联动与协同运动,每个驱动速度与加速度变化规律是实现多轴联动与协同运动的基础,对其进行动态优化设计,不仅可以提高机械系统工作可靠性,改善系统动态响应特性,更主要的是实现多轴联动运动与协同运动,保证变截面辊弯成形的系统运动。智能优化方法以其适应范围广,无需敏度分析等优势,成为解决机械系统动态优化问题的有效途径。本文针对定模动辊变截面辊弯成形机一个道次的轧辊系统开展机械系统动态优化问题研究,所完成的工作包括： 首先,选取定模动辊变截面辊弯成形机的第五道次作为动力学分析对象,建立力学模型,应用拉格朗日方程建立系统动力学微分方程组； 其次,针对完成设计的定模动辊变截面辊弯成形机,结合罚函数法和边界处理方法改进粒子群优化算法,应用于定模动辊变截面辊弯成形机的部分机械系统,通过MATLAB进行编程及计算,实现基于粒子群算法的动态优化设计； 最后,利用SolidWorks进行建模,通过机械系统动力学分析软件ADAMS对机械系统进行虚拟样机试验,以验证优化结果的有效性。 上述研究所得系统仿真结果与优化结果数值接近,达到了优化的目的,验证了粒子群优化算法的有效性。因此,应用粒子群优化算法进行定模动辊变截面辊弯成形机动力学优化结果正确,具有工程应用价值。所完成的工作具有科学意义,对于进一步开展定模动辊变截面辊弯成形机的研制工作具有参考价值。
【关键词】：定模动辊变截面辊弯成形机 动态优化设计 粒子群算法 建模仿真
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 选题依据8-9
• 1.2 课题研究内容9-11
• 2 机械系统动态优化设计11-24
• 2.1 机械系统动态优化设计概念及研究意义11-12
• 2.2 机械动态优化设计方法12-13
• 2.2.1 传统的动态优化设计法12-13
• 2.2.2 深层次动态优化设计方法13
• 2.3 机械系统动态优化设计的主要步骤13-14
• 2.4 机械系统动态优化的一般形式14-15
• 2.5 本课题研究机械系统的动力学建模15-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 粒子群优化算法及MATLAB实现24-36
• 3.1 智能优化算法24-27
• 3.2 粒子群优化算法及其改进27-30
• 3.2.1 标准粒子群优化算法27-28
• 3.2.2 粒子群优化算法的改进28-30
• 3.3 现代优化方法的MATLAB实现30-33
• 3.3.1 MATLAB概述30-31
• 3.3.2 智能优化算法的MATLAB实现31-33
• 3.4 粒子群优化算法编程及MATLAB计算33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 本课题研究的机械系统ADAMS仿真36-47
• 4.1 ADAMS概述36-37
• 4.2 机械系统动力学分析与仿真37-39
• 4.3 本课题研究机械系统的ADAMS建模仿真39-46
• 4.3.1 ADAMS与SolidWorks之间的数据传递39-42
• 4.3.2 本课题研究机械系统的建模仿真42-46
• 4.4 本章小结46-47
• 5 机械系统的优化结果和仿真结果比较47-58
• 5.1 未优化前理论分析和仿真分析的比较47-50
• 5.2 优化前后理论分析和仿真分析的对比50-57
• 5.2.1. 理论分析的优化前后对比50-54
• 5.2.2 ADAMS仿真分析的优化前后对比54-57
• 5.3 本章小结57-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 附录164-66
• 附录266-67
• 附录367-69
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：528976