提高液壓挖掘機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)效率的策略研究.pdf

1、在綜合分析了復(fù)雜模型優(yōu)化設(shè)計(jì)及液壓挖掘機(jī)相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀后，針對(duì)當(dāng)前液壓挖掘機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的一些關(guān)鍵問題，提出了一些新的方法，主要研究進(jìn)展體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
　　1、復(fù)雜優(yōu)化模型分解方法:
　　復(fù)雜優(yōu)化模型通常是按照學(xué)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(fù)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(jié)果。提出一種基于全局靈敏度信息的復(fù)雜模型分解方法，通過將相互之間敏感的設(shè)計(jì)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量盡可能分解到同

2、一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)測(cè)試算例-齒輪減速器優(yōu)化為例，在多學(xué)科設(shè)計(jì)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(jì)算結(jié)果表明，在最

3、終優(yōu)化結(jié)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(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度近似建模技術(shù):
　　液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析模型復(fù)雜，計(jì)算耗時(shí)。提出以液壓挖掘機(jī)工作裝置的鉸點(diǎn)尺寸和鉸點(diǎn)載荷作為設(shè)計(jì)參數(shù)、建立工作裝置各部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度代理模型的參數(shù)設(shè)定策略。在保證工作裝置的基本形狀得到有效控制的同時(shí)，各鉸點(diǎn)的載荷也不會(huì)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(shè)計(jì)中避免耗時(shí)的強(qiáng)度有限元分析。分別采

4、用四種近似建模技術(shù)構(gòu)建液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度代理模型，并甄選出最適用于液壓挖掘機(jī)的代理模型。
　　3、液壓挖掘機(jī)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì):
　　建立了綜合考慮液壓挖掘機(jī)技術(shù)性能、液壓泵工作效率和工作裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等指標(biāo)的液壓挖掘機(jī)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(jìn)而更好地評(píng)價(jià)挖掘機(jī)的綜合作業(yè)經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)用上述分解優(yōu)化策略，分別對(duì)80噸和20噸級(jí)液壓挖掘機(jī)進(jìn)行了協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高液壓挖掘機(jī)這種復(fù)雜模型優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率，