裝訂設備的性能優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、產(chǎn)品是一個系統(tǒng)，往往由幾個子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)性能決定了產(chǎn)品質(zhì)量，而產(chǎn)品性能取決于產(chǎn)品設計。在產(chǎn)品設計過程中，分性能之間，子系統(tǒng)之間，各參數(shù)之間相互耦合，關(guān)系之復雜性、網(wǎng)絡性、模糊性和動態(tài)性凸顯。因此，研究產(chǎn)品性能及其系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法與技術(shù)具有重要的理論和工程意義。
　　 本文以裝訂設備為研究對象，研究了性能優(yōu)化設計理論，規(guī)劃系統(tǒng)優(yōu)化設計進程，確定了耦合子系統(tǒng)之間的協(xié)同優(yōu)化機制，通過合理優(yōu)化使裝訂設備整機性能顯著提高。本文的主要工

2、作和研究結(jié)果如下：
　　 1.綜述了產(chǎn)品性能優(yōu)化設計技術(shù)的研究現(xiàn)狀，通過分析裝訂設備的發(fā)展狀況，提出了論文的研究內(nèi)容，以及裝訂設備優(yōu)化設計實現(xiàn)的技術(shù)路線。
　　 2.研究了機械產(chǎn)品的全性能優(yōu)化建模和協(xié)同優(yōu)化方法，并以具體算例完成了協(xié)同優(yōu)化方法在iSIGHT平臺上的實現(xiàn)，為系統(tǒng)性能協(xié)同優(yōu)化設計的實現(xiàn)提供依據(jù)。完成了裝訂設備的性能優(yōu)化建模，在總體性能優(yōu)化進程規(guī)劃確立的前提下，探索了多種裝訂設備的性能優(yōu)化求解策略。
　　

3、 3.針對打孔刀的工作性能和結(jié)構(gòu)特點，研究單目標和多目標的尋優(yōu)方法，并以iSIGHT軟件作為優(yōu)化平臺，采用正交試驗設計、Kriging近似模型及組合優(yōu)化策略進行多目標優(yōu)化求解，既保證了切紙性能，也兼顧了安全指標。最后，通過參數(shù)化數(shù)字模型驗證了優(yōu)化結(jié)果符合預期結(jié)果。
　　 4.針對裝訂設備的綜合性能設計要求，基于人機工程學原理，提出了手柄作用力的舒適度曲線。并根據(jù)子系統(tǒng)間的參數(shù)耦合關(guān)系，建立了基于工作安全性、操作宜人性、結(jié)構(gòu)緊湊

4、性的系統(tǒng)性能協(xié)同優(yōu)化數(shù)學模型，最后通過建立一致性約束，實現(xiàn)了優(yōu)化求解的自動化。優(yōu)化結(jié)果表明：切紙力減小了27.4％，手柄上的最大作用力降低了50.9％，同時手柄作用力曲線的變化趨勢符合優(yōu)化預期。通過實物打樣，經(jīng)綜合測試平臺的測試，優(yōu)化后的理論曲線和實測曲線變化趨勢十分吻合，表明協(xié)同優(yōu)化方法可行，手柄作用力的舒適度曲線可信可靠。
　　 5.由于精沖板的結(jié)構(gòu)不規(guī)則，精確的優(yōu)化數(shù)學模型較難建立，本文采用iSIGHT軟件集成Ansys有