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基于响应面模型与自适应遗传算法的中空型行波超声电机柔性转子结构优化

发布时间:2018-09-04 07:53
【摘要】:中空型行波超声电机柔性转子由于结构复杂,因此存在设计空间较小、转子与定子接触界面接触不均匀、转子变形后内应力较大等问题。该文首先利用有限元方法建立转子尺寸参数化有限元模型;然后用拉丁超立方(LatinHypercube)随机抽样法,在设计空间内建立响应面模型;最后,利用自适应遗传优化算法(self-adaptive genetic algorithm,SAGA)基于响应面模型得到设计空间内的全局最优解。为了验证优化结果的合理性,设计了定子外径为ф70 mm,陶瓷片内外径尺寸分别为ф55 mm和ф70 mm的超声电机配合该文设计的转子进行磨合实验。实验证明,经过优化设计得到的转子与定子之间接触更均匀,转子变形后内应力减小,转子变形空间更大。
[Abstract]:Due to its complex structure, the flexible rotor of hollow traveling wave ultrasonic motor has some problems, such as small design space, uneven contact between rotor and stator, and large internal stress after rotor deformation. In this paper, the rotor size parameterized finite element model is established by finite element method, and then the response surface model is established in the design space by using Latin hypercube (LatinHypercube) random sampling method. The adaptive genetic optimization algorithm (self-adaptive genetic algorithm,SAGA) is used to obtain the global optimal solution in the design space based on the response surface model. In order to verify the reasonableness of the optimized results, an ultrasonic motor with stator outer diameter of 70 mm, ceramic chip with internal and external diameter of 55 mm and 70 mm respectively was designed to carry out the running-in experiment with the rotor designed in this paper. The experiments show that the contact between the rotor and the stator is more uniform, the internal stress of the rotor decreases after deformation, and the space of the rotor deformation is larger.
【作者单位】: 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学);
【基金】:国家自然科学基金项目(51175264,51275235) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NJ20130004,NJ20140026)~~
【分类号】:TM303.3

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2221462


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