机械液压约束活塞发动机多学科协同优化设计支持环境研究

【摘要】：机械-液压约束活塞发动机可以同时协调地输出机械、液压两种动力或单独输出其中之一,不仅可以合理地调节动力系统负荷、回收再利用惯性能量,并可大大简化后续动力传动系统,对于需要多元动力的工程机械等车辆有着迫切的应用需求。多学科协同优化框架是指能实现多学科设计优化方法,包含硬件和软件体系的计算环境,是机械-液压约束活塞发动机(MHCPE)结构设计的重要手段。本文论述了MHCPE多学科协同优化设计框架的原理和要求,介绍了框架的实现方法,结构如下： (1)对框架系统设计开发过程中的各类关键技术进行列举描述,介绍技术核心并详述选择依据。 (2)通过对多学科协同优化框架系统的设计需求、体系结构及优化问题描述的详细分析,确定MCDO问题的优化算法,并对框架系统的总体架构进行详细划分,明确各层功能。 (3)利用Java Applet、RMI及ASP技术,开发了CAE集成框架系统。该框架系统能够实现CAE程序的远程调用计算,通过专用接口,可对优化设计领域的遗留代码进行封装,集成遗留应用程序。 (4)详细描述MHCPE部件优化流程及实现方法,明确框架系统的实现过程,通过对MHCPE主运动系统的单级和多级协同优化算法,对框架进行了测试,使曲轴和连杆的体积和随迭代次数的增加而下降,减少值约9.8%,计算时间大幅削减,优化效率明显提高。