基于遗传算法和有限单元法的夹具布局优化

发布时间：2017-08-15 22:27

  本文关键词：基于遗传算法和有限单元法的夹具布局优化

  更多相关文章： 计算机辅助夹具设计 夹具布局 遗传算法 有限单元法

【摘要】：夹具是一种应用广泛的工艺装备,它在加工中的主要作用是完成工件的定位和夹紧,保证加工的可靠性。夹具在工件制造中的作用非常重要,夹具的使用相对于传统的划线法,能够大幅度地提高生产效率,降低生产成本。因此,夹具的设计制造,是产品加工生产中的重要环节。计算机辅助夹具设计是近年来在计算机辅助设计领域中发展出来的一个新的研究方向。夹具布局优化问题是计算机辅助夹具设计中夹具性能评价的一部分。本文的主要研究内容就是夹具布局优化问题。夹具布局优化问题是一个以工件在加工过程中的变形量最小为优化目标的布局优化问题。本文以工件在加工过程中的最大变形量为优化目标,以工件上定位点和夹紧点的位置为设计变量,采用有限单元法计算工件的变形量作为目标函数值,利用遗传算法进行优化。在夹具布局优化过程中,本文采用了两种布局优化方法,并对6个二维工件模型算例进行了计算。本文通过给出的算例可以看出,遗传算法确实是一种有效的优化方法,而对于夹具布局优化问题,需要将遗传算法与有限单元法结合,才能够实现问题的求解。结果也说明,遗传算法与有限单元法结合是一种解决夹具优化问题的有效方法。
【关键词】：计算机辅助夹具设计 夹具布局 遗传算法 有限单元法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG75;TP18
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 选题背景及意义8
• 1.2 计算机辅助夹具设计国内外研究现状8-11
• 1.3 本文的工作安排11-12
• 2 遗传算法在优化问题中的应用12-31
• 2.1 遗传算法简介12-15
• 2.1.1 遗传算法的概念和发展历史12
• 2.1.2 遗传算法的运行过程12-14
• 2.1.3 遗传算法的基本算子14-15
• 2.2 遗传算法工具箱15-17
• 2.2.1 MATLAB软件介绍15
• 2.2.2 遗传算法工具箱函数15-17
• 2.3 MATLAB遗传算法优化实例17-30
• 2.3.1 简单一元函数优化实例17-21
• 2.3.2 多元单峰函数的优化实例21-25
• 2.3.3 多元多峰函数的优化实例25-30
• 2.4 小结30-31
• 3 遗传算法与有限单元法的联合计算算法31-52
• 3.1 算法的必要性和存在的问题31-32
• 3.2 有限单元法简介32-43
• 3.2.1 有限单元法的力学基础32-37
• 3.2.2 常用单元介绍37-41
• 3.2.3 线弹性有限单元法概述41-43
• 3.3 APDL介绍43
• 3.4 MATLAB软件与ANSYS软件的数据传递43-46
• 3.5 遗传算法与有限单元法结合的优化实例46-51
• 3.6 小结51-52
• 4 夹具布局优化原理与方法52-58
• 4.1 装夹约束要求52-54
• 4.1.1 平衡约束52
• 4.1.2 支反力约束52
• 4.1.3 夹紧力约束52-53
• 4.1.4 3-2-1定位准则53
• 4.1.5 摩擦力约束53-54
• 4.2 夹具布局的分析方法54-57
• 4.2.1 方法一：分布优化法54
• 4.2.2 方法二：整体优化法54-57
• 4.3 小结57-58
• 5 夹具布局优化算例58-92
• 5.1 算例1：二维工件铣槽的夹具布局优化58-63
• 5.2 算例2：刀具加工路径的影响63-67
• 5.3 算例3：二维中空工件铣槽的夹具布局优化67-72
• 5.4 算例4：将二分法应用于夹具优化问题中72-78
• 5.5 算例5：考虑摩擦力条件下二维工件铣槽的夹具布局优化78-85
• 5.6 算例6：考虑摩擦力条件下二维工件铣槽的夹具布局优化285-89
• 5.7 算例分析89-91
• 5.8 小结91-92
• 结论92-94
• 参考文献94-97
• 致谢97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 辛民;解丽静;王西彬;石文天;杨洪建;;基于人工神经网络的铣削加工变形预测模型[J];兵工学报;2010年08期

2 秦国华,张卫红,周孝伦;夹紧方案的数学建模及夹紧力的优化设计[J];机械科学与技术;2005年04期

3 张发平,孙厚芳;接触变形对工件加工误差的影响[J];现代制造工程;2004年01期

，

本文编号：680240