收藏本站
《大连理工大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

液压集成块智能优化设计理论与方法研究

李利  
【摘要】: 液压系统采用液压阀集成配置,可以显著减少管路联接和接头,降低系统的复杂性,增加现场添加和更改回路的柔性,具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点,因此广泛应用于机械、冶金、锻压、航空、航天、船舶等各个行业。 液压集成块作为集成式液压系统的关键零件,在当前的液压生产企业中,其设计工作却仍处于相当落后的局面,大多数设计人员依靠经验和空间想象能力进行可行方案的制定,无法达到自动决策和方案优化的目的。一方面原因在于该问题的复杂性,其设计内容包括外部布局和内部布孔的集成方案制定;另一方面原因是目前的CAD技术未能有效地应用到集成块设计的核心环节中,还没有真正减轻设计者智力劳动强度和非智力劳动量。本文的研究工作立足于学科前沿,致力于与工程应用的紧密联系,旨在通过对当今先进的智能优化算法理论与应用技术进行研究,实现满足性能约束的集成块最优布局布孔方案的自动生成,解决液压集成块优化设计这一难题,从而为提高集成块设计水平和质量及其自动化程度提供有力的技术保障。 通过对国内外同类研究现状和成果进行总结,本文明确提出,液压集成块设计的核心问题是其外部布局和内部布孔集成方案的自动优化设计,是在孔道自动连通算法支撑下的三维空间中液压元件布局方案的自动寻优。这是一种复杂的带性能约束的立体空间布局问题,在数学上可以归结为组合最优化。 在全面总结液压集成块设计问题的复杂性特点,以及集成块类零部件的结构特征和设计、制造信息组成规律的基础上,本文深入分析了集成块立体布局的空间关系,用面向对象方法定义了与该问题有关的特征变量的示性表达式,给出优化目标和约束条件,进而确立了集成块设计问题的数学优化模型。针对此类多目标、多约束、多峰值的复杂工程问题,本文提出应用混合智能优化算法进行集成块自动优化设计的技术路线,对多目标优化问题和约束条件的处理方法进行分析,最终形成了液压集成块总体优化设计问题的解决思路。 基于广义邻域搜索算法的统一结构,本文提出一种基于小生境的遗传退火混合优化算法—NGSA算法,对该算法的特点、收敛性和效率做了定性分析,并结合典型多峰函数的求解总结该算法的实验性能。研究结果表明,NGSA算法具有较强的全局和局部搜索能力,能够高效地寻找到多个全局极值,且参数选择不必过分严格,是一种优化能力强、效率和可靠性较高的多峰值优化方法。这部分研究的意义在于:一方面对智能优化理论进行了很有意义的发展式探索,同时也为解决液压集成块布局布孔优化问题提供了有效的技术支撑。 对集成块设计中存在的孔道校核、线网连通设计、孔道网络优化设计、元件外形干涉校核、体积缩减、装配关系设计等六个关键性典型环节,本文经过深入分析,给出各自的数学模型,并在此基础上,研究出具体的实现算法。重点是应用NGSA算法进行布局即装配关系设计的实现技术。装配关系设计以前五个环节为底层支撑,构成液压集成块布局布孔优化设计方法的核心内容。结果表明,这些算法简便有效、准确可靠,能够高度智能化地完成液压元件在阀块体上的布局定位、实时校核下的孔道连通、连通方案的目标评价和布局方案的调改等设计内容和步骤的自动实施,最终实现布局布孔集成方案的总体优化设计。 作为校验线网性能约束的后续环节,本文引入包含动态摩擦的管路分段集中参数键合图模型,对集成块线网中存在的短管、直角拐弯、分支管路、工艺孔容腔等典型结构进行分析,建立起具有典型结构的线网的分段集中参数键合图模型,并通过数字仿真和物理实验得到验 大连理工大学博士学位论文 证。在此基础上,总结线网键合图模型的郑律性,提出基于功率键合图的线网自动建模方法, 利用动态特性仿真软件PBGSIM进行后续处理,实现了将集成块结构设计与孔道网络流场性 能仿真合为一体的技术手段,从而达到集成块结构优化设计在更高性能品质基础上的实施。 在上述研究的基础上,应用 Visual+十和 ObjectARX具包,成功开发出高度智能化的 液压集成块优化设计软件原型系统,主要由三大模块即原理图智能设计模块HMBPLOT、布 局布孔自动优化设计模块HMBCAD和装配显示模块HMBVIEW组成。与嵌入线网自动建模 技术的前端处理模块的动态特性仿真软件厂SGSIM相结合,构成了一套完整的具备性能保证 的液压集成块智能优化设计系统。最后针时典型液压集成系统工程实例进行了完整设计,取 得令人满意的效果,使该系统的实用性及本文方法的可行性与有效性得到较充分的验证。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张应利,蔡世彪,梁敏超,袁永和,张劲松;液压集成块计算机辅助校孔与绘图[J];机械开发;1995年01期
2 王积伟,叶冰,王晓峻,孙广能;应用数据结构设计液压集成块[J];机床与液压;1996年03期
3 熊壮,喻道远,段正澄;液压集成块内部孔系的自动校验[J];机床与液压;1998年05期
4 赵葛霄,司徒忠,贺继钢,吕文阁;液压集成块CAM系统开发研究[J];机床与液压;2000年06期
5 姚平;液压集成块技术在设备改造中的应用[J];矿山机械;2001年07期
6 代宝江,高艳明,张永利,冯毅,田树军;采用遗传算法进行液压集成块的自动优化设计[J];机床与液压;2005年04期
7 张永利,高艳明,代宝江,冯毅,田树军;面向液压集成块设计的液压元件数据库与图形库[J];机床与液压;2004年12期
8 田树军,李利,冯毅;液压集成块孔道网络优化设计[J];大连理工大学学报;2003年03期
9 盛佩华,卢醒庸;液压集成块CAD中的两个智能程序及其算法[J];上海第二工业大学学报;1990年01期
10 耿国卿;自制液压集成块[J];机械工人.冷加工;1993年05期
11 洪国俊,夏永胜;液压集成块孔道设计专家系统HIBD[J];机床与液压;1994年01期
12 周惠友,钟廷修;液压集成块路径优化设计[J];上海交通大学学报;2001年12期
13 郭捷,朱世和,郭津津;液压集成块CAD系统的研究与设计[J];天津理工学院学报;2001年03期
14 冯毅,李利,田树军;液压集成块虚拟设计系统建模技术研究[J];机床与液压;2002年05期
15 苏东海,王洁,陈代隆,李增华;液压集成块孔道计算机自动检测[J];沈阳工业大学学报;1998年04期
16 陈凌珊,吴百海,张建军,滕召旗;交互式液压集成块的CAD软件研究[J];机电工程技术;1999年04期
17 赵葛霄,贺继钢,司徒忠;液压集成块智能化设计系统应用研究[J];机床与液压;2000年01期
18 郭津津,朱世和,董黎敏,史津平;基于三维实体液压集成块设计系统[J];机械设计;2001年05期
19 喻峰;浅谈液压集成块的加工工艺[J];液压与气动;2001年02期
20 李宝玉,李卫民;基于Solidworks软件的液压集成块CAD系统的研究[J];辽宁工学院学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜经民;蔡保全;李宝仁;;某系统液压集成块流道液流特性分析[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
2 朱贵波;;露天矿深孔爆破的布孔实践[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
3 周惠友;郭海英;钟廷修;;液压集成块的虚拟设计[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集[C];2000年
4 翟新宇;王丹虹;高艳明;曹宇宁;;液压集成块优化设计系统中装配图的智能化生成技术研究与实现[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
5 高顺卿;谢宏锐;李子兵;;大型工业厂房拆除控制爆破施工[A];矿山建设学术会议论文选集[C];2002年
6 姜宝金;;优化岩石爆破粒度 提高尾矿坝填筑工程质量[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
7 杨仕春;刘殿中;黄志雄;;七层框架楼定向倒塌爆破[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
8 左玉海;;对顾桥矿副井、风井冻结设计方案的分析比较[A];全国矿山建设学术会议论文选集(上册)[C];2004年
9 周晓敏;张云利;李嘉玲;;竖井单圈布孔冻结壁形成平面温度场问题的数值试验研究[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(上册)[C];2005年
10 廖新旭;孙叶山;;台阶爆破的飞石控制[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 何毓敏 欧德琳;贵州局完成抗旱井布孔140眼[N];中国矿业报;2011年
2 刘晓红;安徽局三队地质技术服务谱新篇[N];中煤地质报;2010年
3 周鹏敏;劈裂式灌浆:中小型水库除险加固的“妙方”[N];地质勘查导报;2007年
4 新山;土坝劈裂灌浆技术[N];中国水利报;2003年
5 赵海燕 刘兰宁 邓晓勤;特大旱灾中的“及时雨”[N];地质勘查导报;2006年
6 本报记者 龙回仁 罗会江 本报通讯员 李强 周江陵 刘宏 王晓莉 李剑超;希望之水润泽干涸的大地[N];地质勘查导报;2010年
7 郭 耕;印度归来话动物[N];大众科技报;2003年
8 本报记者 何毓敏;探出清流降旱魔[N];中国国土资源报;2010年
9 本报通讯员 李强 本报记者 龙回仁;汗洒墨江灾区[N];中国国土资源报;2010年
10 阮兆明;岩石混凝土开挖不再难[N];中国水利报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李利;液压集成块智能优化设计理论与方法研究[D];大连理工大学;2002年
2 李光;液压集成块集成化智能化设计理论与方法[D];天津大学;2012年
3 张宏;基于管网液流特性仿真的液压集成块优化设计[D];大连理工大学;2007年
4 王永安;液压集成块性能评估系统关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
5 刘万辉;液压集成块CAD/CAM集成系统理论与开发技术研究[D];大连理工大学;2007年
6 曹宇宁;液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
7 高卫国;液压集成块设计过程建模理论、方法及应用研究[D];天津大学;2007年
8 冯毅;液压集成块人机结合智能虚拟设计方法与应用研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪建波;船舶锚机液压集成块设计研究[D];大连海事大学;2010年
2 蔡保全;某装备液压集成块流道液流特性分析及优化设计[D];华中科技大学;2011年
3 刘玲;液压集成块CAPP系统研究[D];天津大学;2007年
4 薛静;液压集成块数控编程系统研究[D];天津大学;2007年
5 王俊强;基于动态油路特征的液压集成块设计方法研究[D];天津大学;2008年
6 翟新宇;液压集成块装配图智能化生成技术研究与实现[D];大连理工大学;2008年
7 刘焕平;基于虚拟设计的液压集成块CAD的研究[D];辽宁工学院;2007年
8 商功勋;自动防斜钻井系统的力学性能研究[D];武汉科技大学;2008年
9 邢志伟;液压集成块CAD的研究与开发[D];大连理工大学;2000年
10 耿怡兵;油井套管抗挤能力分析及如何防止油层套管损坏[D];中南大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978