含有支架的柔性機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，噪聲污染成為了當(dāng)前十分嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。柔性機(jī)構(gòu)具有良好的減振降噪特性，對(duì)柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文主要研究了柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響，并對(duì)機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，給出一種含有支架的柔性機(jī)構(gòu)，利用ANSYS軟件建模，進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，在有阻尼和無(wú)阻尼兩種工況下，研究機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性，觀察固有頻率與振動(dòng)特性之間的關(guān)系。然后改變機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)和幾何參數(shù)，研究參數(shù)對(duì)固有頻

2、率的影響;通過(guò)計(jì)算對(duì)比，找出對(duì)機(jī)構(gòu)固有頻率影響較大的參數(shù)。接著將對(duì)固有頻率影響較大的參數(shù)，通過(guò)全面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法采集試驗(yàn)點(diǎn)，并求出對(duì)應(yīng)的固有頻率。借助徑向基函數(shù)(RBF)的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值擬合，構(gòu)建出代理模型。然后對(duì)代理模型進(jìn)行精度分析，證明了其可靠性。
　　接著，為了使機(jī)構(gòu)在一定的頻率下有較好的吸聲特性，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法對(duì)代理模型進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化。首先，對(duì)代理模型進(jìn)行最小固有頻率的優(yōu)化:通過(guò)MATLAB編程求出最小固有頻率

3、對(duì)應(yīng)的參數(shù)值，根據(jù)所得的參數(shù)值，運(yùn)用ANSYS進(jìn)行有限元建模分析，得出ANSYS計(jì)算的固有頻率，并與優(yōu)化前模型的頻率進(jìn)行對(duì)比分析。研究表明，優(yōu)化后，機(jī)構(gòu)的固有頻率減小了24％。然后對(duì)代理模型進(jìn)行給定固有頻率的優(yōu)化:給定固有頻率，采用粒子群優(yōu)化算法求出對(duì)應(yīng)的參數(shù)值;根據(jù)所得參數(shù)值，將對(duì)應(yīng)的ANSYS計(jì)算值和給定固有頻率進(jìn)行對(duì)比分析，其誤差小于5％，從而得到合適的參數(shù)，使得機(jī)構(gòu)固有頻率接近給定的固有頻率。最后根據(jù)所得的代理模型，固定其中任意

4、一個(gè)參數(shù)，研究另外兩個(gè)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響情況。
　　最后，應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法對(duì)一種正方形柔性機(jī)構(gòu)進(jìn)行支架位置的雙參數(shù)優(yōu)化。首先運(yùn)用MATLAB中的cubic方法，擬合得到機(jī)構(gòu)固有頻率與支架位置之間的關(guān)系式;針對(duì)此關(guān)系式通過(guò)MATLAB編程計(jì)算，求出最小固有頻率對(duì)應(yīng)的支架位置坐標(biāo)，并在ANSYS中計(jì)算出對(duì)應(yīng)的固有頻率，并驗(yàn)證該固有頻率為機(jī)構(gòu)的最小固有頻率。最后，對(duì)于給定固有頻率，求出對(duì)應(yīng)的多組支架位置坐標(biāo)，并運(yùn)用ANSYS求出對(duì)應(yīng)