提高液壓挖掘機優(yōu)化設計效率的策略研究.pdf

1、在綜合分析了復雜模型優(yōu)化設計及液壓挖掘機相關技術研究現(xiàn)狀后，針對當前液壓挖掘機優(yōu)化設計中存在的一些關鍵問題，提出了一些新的方法，主要研究進展體現(xiàn)在以下三個方面:
　　1、復雜優(yōu)化模型分解方法:
　　復雜優(yōu)化模型通常是按照學科的、問題的或者部件的原則，分解為若干規(guī)模較小的子模型，使復雜系統(tǒng)經(jīng)過分解后比較易于獲得滿足要求的優(yōu)化結果。提出一種基于全局靈敏度信息的復雜模型分解方法，通過將相互之間敏感的設計函數(shù)和設計變量盡可能分解到同

2、一個子模型中，使分屬不同子模型之間的靈敏度盡可能小，降低子模型之間的耦合度，提高了優(yōu)化效率。以NASA(National Aeronauticsand Space Administration, NASA)的MDO(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)標準測試算例-齒輪減速器優(yōu)化為例，在多學科設計優(yōu)化軟件Isight環(huán)境下，分別建立部件分解和靈敏度分解方法的協(xié)同優(yōu)化模型，計算結果表明，在最

3、終優(yōu)化結果基本相同的情況下，優(yōu)化效率提高了29.6％。
　　2、液壓挖掘機工作裝置結構強度近似建模技術:
　　液壓挖掘機工作裝置結構強度有限元分析模型復雜，計算耗時。提出以液壓挖掘機工作裝置的鉸點尺寸和鉸點載荷作為設計參數(shù)、建立工作裝置各部件結構強度代理模型的參數(shù)設定策略。在保證工作裝置的基本形狀得到有效控制的同時，各鉸點的載荷也不會出現(xiàn)大的偏差，使所建立代理模型具有足夠的精度，可在優(yōu)化設計中避免耗時的強度有限元分析。分別采

4、用四種近似建模技術構建液壓挖掘機工作裝置結構強度代理模型，并甄選出最適用于液壓挖掘機的代理模型。
　　3、液壓挖掘機協(xié)同優(yōu)化設計:
　　建立了綜合考慮液壓挖掘機技術性能、液壓泵工作效率和工作裝置結構強度等指標的液壓挖掘機優(yōu)化模型，盡可能提高液壓泵在主要挖掘區(qū)域的工作效率，進而更好地評價挖掘機的綜合作業(yè)經(jīng)濟性。運用上述分解優(yōu)化策略，分別對80噸和20噸級液壓挖掘機進行了協(xié)同優(yōu)化設計，以提高液壓挖掘機這種復雜模型優(yōu)化設計的效率，