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分层梯度泡沫金属吸能特性分析和结构优化
1
作者 王鑫 郭泓旭 +2 位作者 张衡 屠向向 王建军 《锻压技术》 北大核心 2026年第1期264-272,共9页
针对泡沫金属材料在动态测试条件下透射信号弱、难以实现大变形的特点,设计了一种改进型分离式霍普金森压杆。利用其分别测量了3种泡沫金属和由这3种泡沫金属组成的分层梯度泡沫金属的动态力学性能,得到了相应泡沫金属材料的应力-应变... 针对泡沫金属材料在动态测试条件下透射信号弱、难以实现大变形的特点,设计了一种改进型分离式霍普金森压杆。利用其分别测量了3种泡沫金属和由这3种泡沫金属组成的分层梯度泡沫金属的动态力学性能,得到了相应泡沫金属材料的应力-应变曲线。运用Abaqus有限元仿真软件建立分离式霍普金森压杆的有限元模型,研究了分层梯度泡沫金属的吸能特性。最后,结合Isight软件采用NSGA-II算法对分层梯度泡沫金属的各层泡沫金属的厚度进行优化,确定分层梯度泡沫金属中各层泡沫金属厚度的最佳尺寸。结果表明,尺寸优化后的分层梯度泡沫金属吸能特性较之前提高了36.6%,且整体结构的质量有所下降。 展开更多
关键词 泡沫金属 分离式霍普金森压杆 NSGA-II算法 吸能特性 分层梯度
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42CrMo钢超声辅助滚挤压工艺参数优化
2
作者 刘玲玲 付浩然 《锻压技术》 北大核心 2026年第2期161-170,共10页
为实现超声辅助滚挤压工艺参数的优化控制,设计了以工艺参数(转速、进给速度、振幅、静压力)为影响因素、以表层性能(表面粗糙度、残余应力、硬度)为响应值的4因素5水平正交试验。基于试验数据构建了RBF神经网络预测模型,并进行了准确... 为实现超声辅助滚挤压工艺参数的优化控制,设计了以工艺参数(转速、进给速度、振幅、静压力)为影响因素、以表层性能(表面粗糙度、残余应力、硬度)为响应值的4因素5水平正交试验。基于试验数据构建了RBF神经网络预测模型,并进行了准确性检验,解决了传统BP神经网络易陷入局部最优的问题;基于SPEA2SDE与NSGA-Ⅱ算法进行了二维双目标ZDT测试函数和三维多目标DTLZ测试函数的性能测试,并通过对比两种算法的Pareto前沿解证明了SPEA2SDE算法的优异性。最后进行了超声辅助滚挤压试验验证,优化后的表层性能最大误差均控制在5%以下,证明了优化算法的精确性。 展开更多
关键词 超声辅助滚挤压 RBF神经网络 SPEA2SDE算法 NSGA-Ⅱ算法 ZDT测试函数 DTLZ测试函数
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永磁同步电机模型预测转矩控制权重系数设计研究
3
作者 李耀华 刘亚辉 +3 位作者 张鑫泉 张茜 黄汉旋 吴步昊 《电机与控制应用》 2026年第1期46-56,共11页
【目的】针对模型预测控制权重系数设计困难的问题,本文采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II)和贝叶斯优化算法进行权重系数设计。【方法】基于永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)系统,针对不考虑开关次数控制和考虑开关次数控制... 【目的】针对模型预测控制权重系数设计困难的问题,本文采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II)和贝叶斯优化算法进行权重系数设计。【方法】基于永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)系统,针对不考虑开关次数控制和考虑开关次数控制两种场景,分别采用NSGA-II和贝叶斯优化算法设计权重系数。不考虑开关次数控制时仅需设计一个权重系数,考虑开关次数控制时需同时设计两个权重系数。基于两种优化算法设计的权重系数,从控制效果、执行时间和内存占用对两种算法进行了对比。【结果】结果表明,对于考虑和不考虑开关次数控制的PMSM MPTC系统,两种权重系数设计算法均可行。NSGA-II得到的使适应度函数值最小的权重系数与贝叶斯优化算法得到的最优权重系数基本相当,控制性能也基本相当,贝叶斯优化算法的控制性能相对略优。【结论】NSGA-II可提供一组适合不同应用场景的Pareto最优解,但其算法复杂度高、计算时间长且占用内存大,适用于动态变化的运行场景。贝叶斯优化算法易于实现、占用资源少,在多控制目标的复杂场景中具有更好的寻优效果和更高的寻优效率。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测转矩控制 权重系数 开关次数控制 非支配排序遗传算法II 贝叶斯优化
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基于农机空间运行轨迹的作业面积测量研究
4
作者 史扬明 吴华瑞 +2 位作者 缪祎晟 郭威 朱华吉 《农机化研究》 北大核心 2026年第1期167-173,共7页
为改进农机作业面积的计算方法以提高面积测算的准确性,采用了北斗/GPS接收机来收集农机作业时的空间轨迹数据,并使用传统的折线距离法和缓冲区三角剖分算法计算农机的作业面积;对折线距离法和缓冲区三角剖分算法的计算结果进行赋权操作... 为改进农机作业面积的计算方法以提高面积测算的准确性,采用了北斗/GPS接收机来收集农机作业时的空间轨迹数据,并使用传统的折线距离法和缓冲区三角剖分算法计算农机的作业面积;对折线距离法和缓冲区三角剖分算法的计算结果进行赋权操作,并通过改进的NSGA-Ⅱ算法寻求最优权重组合,以更准确地反映农机的实际作业面积;在NSGA-Ⅱ算法中,引入了自适应参数,并结合Levy飞行策略和随机漫步策略,以优化算法的全局和局部搜索能力。试验结果显示,通过加权计算得到的农机作业面积的相对误差率仅为0.21%~0.34%,相较于传统的折线距离法和缓冲区算法,农机作业面积测算的准确率提高了2.83%,表明该方法在计算农机作业面积方面具有更高的准确度和稳定性,为改进农机作业面积的计算方法提供了新思路。 展开更多
关键词 农机作业面积 折线距离法 缓冲区算法 NSGA-Ⅱ算法 权重 Levy飞行
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城际铁路公交化运营列车开行频率优化研究
5
作者 王晓潮 朱昌锋 +3 位作者 孙元广 安醇 贾锦秀 唐兆鑫 《城市轨道交通研究》 北大核心 2026年第2期167-173,共7页
[目的]城际铁路公交化运营是支撑和引导城市群及都市圈发展的重要举措,合理优化停站方案及开行频率是满足域内出行需求、提高铁路运输企业效能、推动圈群一体化的有效途径,因此有必要对城际铁路公交化运营列车的开行频率进行优化研究。... [目的]城际铁路公交化运营是支撑和引导城市群及都市圈发展的重要举措,合理优化停站方案及开行频率是满足域内出行需求、提高铁路运输企业效能、推动圈群一体化的有效途径,因此有必要对城际铁路公交化运营列车的开行频率进行优化研究。[方法]基于城际铁路公交化运营的特点,提出列车停站方案备选集合,分析乘客出行成本和企业运营成本,构建以二者为目标,列车开行频率为决策变量,考虑区间通过能力、客流输送量及车站能力等约束的双目标优化模型。采用NSGA-Ⅱ算法对所提优化模型进行求解,考虑乘客和企业的双方利益,对Pareto最优前沿采用模糊逻辑折衷进行解集筛选。以长株潭城际铁路公交化运营为例,对获取的城际高峰小时出行客流量进行预处理,并对优化结果及模型相关参数进行讨论分析。[结果及结论]优化后得到6个非支配解下的列车停站方案(站站停、一站直达、择站停)及开行频率(4列、5列或6列),根据筛选结果可知:高峰小时应开行4列列车,其中,站站停、一站直达、择站停方案的开行频率分别为1列、1列、2列;列车停站成本在[500,800]元扰动时,折衷解大多分布在3条较优折衷分布线上,此时在不同乘客出行成本的可接受区间内,列车停站成本的不确定性对企业运营成本的影响最小。 展开更多
关键词 城际铁路 公交化运营 列车开行频率 NSGA-Ⅱ算法
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基于非线性Lamb波的胶接修补CFRP拉伸损伤优化
6
作者 魏浩迎 王晓强 +2 位作者 尹振华 王彪 王若天 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期222-234,共13页
为了削弱CFRP拉伸微裂纹的损伤程度,利用胶接修补技术对裂纹损伤展开修复,建立了拉伸-去振动-非线性混频Lamb波检测的一体化数值模型,探究了补片参数对混频相对声学非线性系数的影响规律,并利用RAM-5000 SNAP超声检测系统验证仿真模型... 为了削弱CFRP拉伸微裂纹的损伤程度,利用胶接修补技术对裂纹损伤展开修复,建立了拉伸-去振动-非线性混频Lamb波检测的一体化数值模型,探究了补片参数对混频相对声学非线性系数的影响规律,并利用RAM-5000 SNAP超声检测系统验证仿真模型的正确性。基于最优拉丁超立方设计,构建以补片半径、补片厚度和补片旋转角为自变量,以混频相对声学非线性系数为响应值的数学模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到了最优补片设计参数组合。结果表明:在一定范围内,混频相对声学非线性系数随补片半径和补片厚度的增加先减小后增大,随着补片旋转角的增加先增大后减小。经过多目标优化后,得到的最优结果是补片半径为7.2256 mm,补片厚度为0.4716 mm,补片旋转角为0°。此时和频相对声学非线性系数为0.4565,差频相对声学非线性系数为0.2434,与仿真模拟最优结果相比分别降低了4.66%和17.46%,优化效果非常显著,为胶接修补CFRP结构健康监测在航空器安全工程中的应用做出了补充。 展开更多
关键词 CFRP拉伸微裂纹 胶接修补 混频相对声学非线性系数 响应面数学模型 NSGA-Ⅱ算法
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燃气调节阀低扭矩优化设计及试验研究
7
作者 刘广奥 陈英龙 +2 位作者 罗畅敏 闫博 高飞 《工程设计学报》 北大核心 2026年第1期117-129,146,共14页
针对燃气调节阀启闭过程中的高扭矩问题,开展多因素分析与结构优化设计研究,提出了结合拓扑优化、响应面法与非支配排序遗传算法II的低扭矩优化方法。通过建立调节阀启闭扭矩理论模型,明确了机械摩擦扭矩为主要影响因素,并重点分析了介... 针对燃气调节阀启闭过程中的高扭矩问题,开展多因素分析与结构优化设计研究,提出了结合拓扑优化、响应面法与非支配排序遗传算法II的低扭矩优化方法。通过建立调节阀启闭扭矩理论模型,明确了机械摩擦扭矩为主要影响因素,并重点分析了介质作用力、弹簧预紧力和格莱圈压缩率对扭矩与密封性能的耦合效应。在结构优化中,通过拓扑优化对阀座形态进行了重构,以减小有效的介质作用面积,降低摩擦阻力;随后,基于响应面回归模型构建了以机械摩擦扭矩和泄漏量为目标的多目标优化模型,并结合非支配排序遗传算法II实现了扭矩与密封性能的协同优化。试验结果表明:在5.2 MPa介质压力下,优化后调节阀的机械摩擦扭矩降低了71.8%,验证了所提出优化方法的准确性与可行性。研究结果为燃气调节阀的高性能设计与国产化奠定了理论基础。 展开更多
关键词 燃气调节阀 低扭矩 拓扑优化 响应面法 非支配排序遗传算法II
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基于MILP和NSGA-II的多类型储能协同调度优化
8
作者 冯春贤 王文学 +4 位作者 王一峰 张飞飞 袁龙 范志昊 陈衡 《热力发电》 北大核心 2026年第2期180-192,共13页
【目的】为应对高比例新能源接入电网对灵活性与经济性的需求,提出一种面向峰谷电价与新能源波动的多类型储能协同调度优化模型及调度策略。【方法】基于混合整数线性规划算法(MILP)与非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II),构建以系统总... 【目的】为应对高比例新能源接入电网对灵活性与经济性的需求,提出一种面向峰谷电价与新能源波动的多类型储能协同调度优化模型及调度策略。【方法】基于混合整数线性规划算法(MILP)与非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II),构建以系统总成本最低和新能源消纳率最高为双目标的优化调度模型,并通过河北地区不同季节典型日的负荷与风光出力数据验证模型的经济性与消纳效果。【结果】结果表明:该模型具有较好的鲁棒性,能够适应风光与负荷波动;春季最佳储能出力为3 000 MW,夏季、秋季、冬季均为2 000 MW,各季节特征日风光消纳率均保持在85%以上,系统总成本控制在15 000元水平。【结论】研究通过融合多季节场景、多类型储能及多目标优化,实现了经济性与新能源消纳水平的协同提升,有效增强了电网灵活性并降低了弃风弃光率。 展开更多
关键词 多类型储能 优化调度 MILP算法 NSGA-II算法 新能源消纳
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基于误差补偿RSM-NSGA-Ⅱ的无框力矩电机优化设计
9
作者 徐洋 张秋菊 孙宇辰 《机床与液压》 北大核心 2026年第3期48-55,共8页
为了满足无框力矩电机高转矩输出和低转矩脉动的要求,提出一种优化设计方法,将响应面模型(RSM)和非支配排序遗传算法Ⅱ (NSGA-Ⅱ)结合得到Pareto前沿,结合核密度估计(KDE)采样和径向基函数(RBF)拟合误差曲线提升RSM精度。通过等效磁路... 为了满足无框力矩电机高转矩输出和低转矩脉动的要求,提出一种优化设计方法,将响应面模型(RSM)和非支配排序遗传算法Ⅱ (NSGA-Ⅱ)结合得到Pareto前沿,结合核密度估计(KDE)采样和径向基函数(RBF)拟合误差曲线提升RSM精度。通过等效磁路法分析主要设计参数,并设计六因素六水平正交试验进行敏感性分析,进一步筛选出关键设计参数。通过RSM建立预测模型并利用NSGA-Ⅱ获取Pareto前沿。通过基于KDE的随机采样对模型误差进行评估,证明了电磁转矩模型具有良好的预测性能,但转矩脉动模型的预测误差略大。利用RBF插值拟合误差曲线并根据其值进行补偿,提高模型的预测精度。最后,通过有限元对最优解进行验证。结果表明:误差补偿后,转矩脉动RSM模型预测的误差显著降低,满足设计要求;优化后电机的电磁转矩提高了3.9%,转矩脉动降低为最初设计方案的51.14%,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无框力矩电机 等效磁路法 响应面模型 非支配排序遗传算法Ⅱ 径向基函数
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智能网联环境下机场摆渡车调度优化研究
10
作者 朱佳丽 李江晨 +2 位作者 张婷婷 卢摇祥 杜梦涵 《计算机技术与发展》 2026年第3期11-17,共7页
目前,机场特种车辆调度研究主要集中于最小化车辆数、行驶距离和任务量差异,但忽视了乘客的出行体验,且调度仍依赖人工,缺乏智能感知与通信系统的统一支持。为此,该文构建了智能网联环境下的机场特种车辆调度框架,包括了调度模型与算法... 目前,机场特种车辆调度研究主要集中于最小化车辆数、行驶距离和任务量差异,但忽视了乘客的出行体验,且调度仍依赖人工,缺乏智能感知与通信系统的统一支持。为此,该文构建了智能网联环境下的机场特种车辆调度框架,包括了调度模型与算法,并基于前景理论和模糊隶属度函数建立乘客满意度函数,构建了改进的机场摆渡车调度模型,以车辆使用数目最少、各车服务航班数差异最小和乘客满意度最大为目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解,通过南京禄口机场的航班数据进行实例验证。结果表明:与先到先服务算法和GA_Improve算法相比,NGSA-Ⅱ算法虽然未减少车辆使用数量,但在任务量均衡方面分别减少了107.4和1.1,且分别提升了33.5%和12.4%的乘客满意度,为机场的智能化管理提供了有效的决策支持。 展开更多
关键词 机场特种车辆调度 NSGA-Ⅱ算法 多目标优化 乘客满意度 智能网联
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基于V-NSGA-Ⅱ算法的钢铁企业生产计划问题研究
11
作者 夏军 《价值工程》 2026年第7期42-44,共3页
近年来,生产计划问题在钢铁工业领域受到学界与业界的持续关注,其制定质量直接影响企业资源的合理配置与生产运营效率。本文以国内某世界500强钢铁企业为案例,通过系统性的调研,详细分析其生产计划现状,揭示了当前存在的三大核心问题:... 近年来,生产计划问题在钢铁工业领域受到学界与业界的持续关注,其制定质量直接影响企业资源的合理配置与生产运营效率。本文以国内某世界500强钢铁企业为案例,通过系统性的调研,详细分析其生产计划现状,揭示了当前存在的三大核心问题:高昂的生产成本、订单交货期延迟以及人工排产效率低下。针对上述问题,本文设计了一套全新的智能化生产计划优化框架,并构建了一个具备目标函数与约束条件可配置化的生产计划模型。为解决模型优化问题,本研究创新性地采用V-NSGA-Ⅱ算法,通过基于订单分配的排序策略优化初始种群,同时对交叉与变异操作进行了改进。实验结果表明,相较于传统NSGA-Ⅱ算法,V-NSGA-Ⅱ算法在求解速度与收敛性方面均展现出显著优势,为生产计划优化提供了更为高效的解决方案。 展开更多
关键词 生产计划流程 生产计划模型 V-NSGA-Ⅱ算法 订单分配 订单交货期
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基于改进NSGA-II算法的钢管混凝土拱桥优化研究
12
作者 汤杰豪 余钱华 《工程建设》 2026年第1期39-45,共7页
为了有效解决大跨径钢管混凝土拱桥多目标优化设计中解集收敛性不足、工程实用性受限的难题,以涂乍河特大桥为工程背景,通过提出一种融合自适应交叉变异算子与动态约束处理机制的改进NSGA-Ⅱ算法,以实现承载力、轻量化与经济性的协同优... 为了有效解决大跨径钢管混凝土拱桥多目标优化设计中解集收敛性不足、工程实用性受限的难题,以涂乍河特大桥为工程背景,通过提出一种融合自适应交叉变异算子与动态约束处理机制的改进NSGA-Ⅱ算法,以实现承载力、轻量化与经济性的协同优化。优化结果表明:主拱圈重量降低12.2%,承载力安全系数提升至1.83;主梁跨中正弯矩减少14.5%,活载挠度降幅达17.8%;综合造价较原方案节约8%。进一步分析算法性能可知,改进NSGA-Ⅱ的Pareto解集收敛性与分布性显著提升(超体积指标HV较传统算法提高22%),且所有优化方案均严格满足规范要求。本文成果可为复杂拱桥结构的多目标优化设计提供理论支撑与工程实践参考。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱桥 多目标优化设计 承载力 轻量化 经济性 改进NSGA-Ⅱ算法
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计及物料运输工装回收的制造车间物料配送路径优化 被引量：1
13
作者 葛茂根 万里 +3 位作者 凌琳 刘明周 张玺 扈静 《机械工程学报》 北大核心 2025年第14期397-409,共13页
制造车间生产过程中,物料运输工装的回收需求是整个车间物流管理的重要环节,在生产实际和相关研究中往往被忽视。针对牵引式自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)与物料运输工装相结合的物料配送过程,提出一种综合考虑物料配送需... 制造车间生产过程中,物料运输工装的回收需求是整个车间物流管理的重要环节,在生产实际和相关研究中往往被忽视。针对牵引式自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)与物料运输工装相结合的物料配送过程,提出一种综合考虑物料配送需求与物料运输工装回收任务的车间物料配送路径优化方法。首先,结合牵引式AGV的物料运输工装容量约束,建立以车间物料配送过程中AGV指派成本、路径运输成本和时间惩罚成本最小化为目标的物料配送路径规划模型。设计启发式两阶段分步优化算法求解该模型,第一阶段针对按生产计划计算得到的静态物料配送需求,采用改进非支配排序遗传算法实现多目标物料需求配送任务序列的生成;第二阶段针对根据生产过程动态产生的物料运输工装回收任务,采用象限寻优策略将其插入到现有配送序列中,以实现总成本和效率的最优。最后,以某电枢制造企业的数字化车间为例,验证了所提出优化方法的有效性与可行性,为制造车间物流管理提供参考和支持。 展开更多
关键词 车间物料配送 物料运输工装回收 两阶段分步优化算法 非支配排序遗传算法 象限寻优策略
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A^(*)与NSGA-II融合的船舶气象航线多目标规划方法 被引量：2
14
作者 李元奎 索基源 +3 位作者 于东冶 张新宇 杨放 杨雪锋 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期288-295,共8页
[目的]面向我国智能航运和气象导航国产化的发展要求,提出一种基于A^(*)与非支配排序遗传算法(NSGA-II)融合的船舶多目标航线规划方法,以适应复杂多样的远洋航行任务。[方法]通过将A^(*)算法引入至NSGA-II中引导搜索方向加快算法收敛速... [目的]面向我国智能航运和气象导航国产化的发展要求,提出一种基于A^(*)与非支配排序遗传算法(NSGA-II)融合的船舶多目标航线规划方法,以适应复杂多样的远洋航行任务。[方法]通过将A^(*)算法引入至NSGA-II中引导搜索方向加快算法收敛速度,然后通过构建环境数据模型和目标函数,采用跨太平洋航线对模型和算法进行仿真验证。[结果]仿真结果表明:设计的模型和算法可求解得到分布均匀、多样化的Pareto最优航线解集,所有航线均可以顺利躲避大风浪区域,且可根据决策者需求选择船舶最适航线。[结论]所提方法可用于多约束条件下的船舶远洋航线优化,求解符合航次目标的航线,从而降低营运成本、提高航运效率,对船舶气象导航和未来船舶智能航行具有一定的支撑作用。 展开更多
关键词 气象航线 多目标优化 A^(*)算法 NSGA-II 智能航行 遗传算法
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基于层级分解的前围声学包多目标优化 被引量：1
15
作者 杨帅 吴宪 薛顺达 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期267-277,共11页
搭建了前围声学包多层级目标分解架构,提出GAPSO-RBFNN(genetic algorithm particle swarm optimization-radial basis function neural network)预测模型,并将其应用于多层级目标分解架构。将材料数据库、覆盖率、泄漏量作为优化的变... 搭建了前围声学包多层级目标分解架构,提出GAPSO-RBFNN(genetic algorithm particle swarm optimization-radial basis function neural network)预测模型,并将其应用于多层级目标分解架构。将材料数据库、覆盖率、泄漏量作为优化的变量范围,以PBNR(power based noise reduction)均值作为约束,以质量和成本作为优化目标,采用非支配排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)进行多目标优化,得到Pareto多目标解集。并从中选取满足设计目标的最佳组合方案(材料组合、覆盖率、前围过孔密封方案选型)。结果显示,该模型最终的优化结果与实测结果接近,误差分别为0.35%,1.47%,1.82%,相较于初始声学包方案,优化后的结果显示,PBNR均值提升3.05%,其质量降低52.38%,成本降低15.15%,验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 GAPSO-RBFNN 声学包 PBNR NSGA-II Pareto多目标解集
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基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法 被引量：3
16
作者 杨文 叶帅 +2 位作者 姚齐水 余江鸿 胡美娟 《机电工程》 北大核心 2025年第2期226-236,共11页
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出... 目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 高速球轴承结构设计 多目标粒子群-遗传混合算法 改进非支配排序遗传算法 优化设计目标函数 层次分析法 6206型深沟球轴承
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重载铁路小半径曲线钢轨型面非对称优化设计 被引量：1
17
作者 丁旺才 张建栋 +3 位作者 葛菲元 吴少培 李得洋 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期272-281,共10页
为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。 展开更多
关键词 轮轨磨耗 小半径曲线钢轨型面优化 设计变量影响效应 第二代非支配遗传算法 钢轨疲劳损伤
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考虑有限AGV运输资源的柔性作业车间调度研究
18
作者 张国辉 蔡翌豪 +2 位作者 李志霄 郭胜会 张海军 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1811-1823,共13页
针对智能制造环境中有限自动导引车(AGV)运输资源的柔性作业车间调度问题,以最小化最长完工时间、总能耗和工件的交货期惩罚值为目标,建立有限AGV运输资源的集成调度模型。提出一种改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),针对集成调度模型... 针对智能制造环境中有限自动导引车(AGV)运输资源的柔性作业车间调度问题,以最小化最长完工时间、总能耗和工件的交货期惩罚值为目标,建立有限AGV运输资源的集成调度模型。提出一种改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),针对集成调度模型构建三段式编码方案,设计三种初始化规则提高初始种群的质量和多样性。结合关键路径,提出一种改进的变邻域搜索以增强算法的局部搜索能力。实验部分采用多种评价指标与其他算法进行对比,实验结果表明:在不同规模标准测试算例和航空企业实际生产案例下,所提算法均能有效求解有限AGV运输资源的集成调度问题。同时分析不同AGV数量下集成调度模型的有效性,得出柔性作业车间中AGV数量符合边际效应递减规律的结论,为实际制造车间配置AGV提供了参考。 展开更多
关键词 有限运输资源 改进的非支配排序遗传算法 柔性作业车间调度问题 自动导引车
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考虑多种交货期的柔性作业车间动态调度研究
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作者 秦红斌 何子奇 +1 位作者 高文远 王鑫峰 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期81-88,共8页
为解决液压缸生产过程中存在强制交货期与柔性交货期并存的多交货期问题,构建以完工时间和机器碳排放量为优化目标的柔性作业车间绿色调度模型。采用基于事件动态调度策略来应对突发事件,并提出一种SA-NSGA-Ⅱ算法来求解该模型。SA-NSGA... 为解决液压缸生产过程中存在强制交货期与柔性交货期并存的多交货期问题,构建以完工时间和机器碳排放量为优化目标的柔性作业车间绿色调度模型。采用基于事件动态调度策略来应对突发事件,并提出一种SA-NSGA-Ⅱ算法来求解该模型。SA-NSGA-Ⅱ算法通过采用基于Tent混沌映射的初始化方式提高初始粒子质量;通过混合交叉变异方式增加种群多样性;通过引入模拟退火算法中Metropolis准则的概率突跳特性,提高算法跳出局部最优能力,加快模型求解速度并避免搜索陷入停滞。通过大量仿真试验及与其他4种算法的对比分析,验证了多交货期问题模型的合理性与SA-NSGA-Ⅱ算法的鲁棒性和优越性。最后,针对韶关某液压件制造企业实际生产过程中出现的紧急订单插入此类高频扰动事件进行建模与求解,验证了此动态调度策略的有效性。 展开更多
关键词 多交货期 动态调度 SA-NSGA-Ⅱ算法 METROPOLIS准则
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基于NSGA-Ⅱ算法的数控磨床回转工作台结构优化设计
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作者 王晓强 徐诗博 +2 位作者 田英健 王彪 陈怡晴 《机床与液压》 北大核心 2025年第16期35-41,共7页
为提高回转工作台的综合性能,提出一种基于NSGA-Ⅱ算法的回转工作台结构优化设计方法。建立回转工作台三维模型,利用ANSYS Workbench对回转工作台静动态特性进行分析,以回转工作台最大变形量、质量和1阶固有频率为评价指标,开展六因素... 为提高回转工作台的综合性能,提出一种基于NSGA-Ⅱ算法的回转工作台结构优化设计方法。建立回转工作台三维模型,利用ANSYS Workbench对回转工作台静动态特性进行分析,以回转工作台最大变形量、质量和1阶固有频率为评价指标,开展六因素五水平正交试验。基于正交试验结果构建其多元回归预测模型,并利用方差分析和正态残差图验证模型的准确性和可靠性。通过NSGA-Ⅱ算法对多元回归模型进行优化,得到帕累托最优前沿。结果表明:当迭代次数为1 600时,Pareto前沿粒子光滑连续,且其性能随迭代次数的增加无明显改善,此时优化效果最好;优化后的回转工作台最大变形量减少了15.3%,质量减少了3.9%,1阶固有频率提高了14.8%,优化后回转工作台的静动态特性得到显著提高,验证了NSGA-Ⅱ算法对于回转工作台尺寸优化的可行性,为回转工作台的结构优化设计提供一种有效且可靠的方法。 展开更多
关键词 回转工作台 尺寸优化 结构设计 NSGA-Ⅱ算法 多元回归模型
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