含有支架的柔性機構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計.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)境問題。柔性機構(gòu)具有良好的減振降噪特性，對柔性機構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化成為了當(dāng)前研究的熱點。本文主要研究了柔性機構(gòu)參數(shù)對固有頻率的影響，并對機構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先，給出一種含有支架的柔性機構(gòu)，利用ANSYS軟件建模，進行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，在有阻尼和無阻尼兩種工況下，研究機構(gòu)振動特性，觀察固有頻率與振動特性之間的關(guān)系。然后改變機構(gòu)的位置參數(shù)和幾何參數(shù)，研究參數(shù)對固有頻

2、率的影響;通過計算對比，找出對機構(gòu)固有頻率影響較大的參數(shù)。接著將對固有頻率影響較大的參數(shù)，通過全面實驗設(shè)計的方法采集試驗點，并求出對應(yīng)的固有頻率。借助徑向基函數(shù)(RBF)的方法對數(shù)據(jù)進行插值擬合，構(gòu)建出代理模型。然后對代理模型進行精度分析，證明了其可靠性。
　　接著，為了使機構(gòu)在一定的頻率下有較好的吸聲特性，運用標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法對代理模型進行多參數(shù)優(yōu)化。首先，對代理模型進行最小固有頻率的優(yōu)化:通過MATLAB編程求出最小固有頻率

3、對應(yīng)的參數(shù)值，根據(jù)所得的參數(shù)值，運用ANSYS進行有限元建模分析，得出ANSYS計算的固有頻率，并與優(yōu)化前模型的頻率進行對比分析。研究表明，優(yōu)化后，機構(gòu)的固有頻率減小了24％。然后對代理模型進行給定固有頻率的優(yōu)化:給定固有頻率，采用粒子群優(yōu)化算法求出對應(yīng)的參數(shù)值;根據(jù)所得參數(shù)值，將對應(yīng)的ANSYS計算值和給定固有頻率進行對比分析，其誤差小于5％，從而得到合適的參數(shù)，使得機構(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、一個參數(shù)，研究另外兩個參數(shù)對固有頻率的影響情況。
　　最后，應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法對一種正方形柔性機構(gòu)進行支架位置的雙參數(shù)優(yōu)化。首先運用MATLAB中的cubic方法，擬合得到機構(gòu)固有頻率與支架位置之間的關(guān)系式;針對此關(guān)系式通過MATLAB編程計算，求出最小固有頻率對應(yīng)的支架位置坐標(biāo)，并在ANSYS中計算出對應(yīng)的固有頻率，并驗證該固有頻率為機構(gòu)的最小固有頻率。最后，對于給定固有頻率，求出對應(yīng)的多組支架位置坐標(biāo)，并運用ANSYS求出對應(yīng)