[發明專利]一種推力桿球鉸的優化設計方法有效
| 申請號： | 202010021340.8 | 申請日： | 2020-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN111241636B | 公開（公告）日： | 2023-04-25 |
| 發明（設計）人： | 柯俊;高晉;徐敬恩 | 申請（專利權）人： | 浙江理工大學 |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F30/15;G06F30/23;G06F30/27;G06N3/126;G06F111/06;G06F111/04 |
| 代理公司： | 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277 | 代理人： | 施春宜 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市杭*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 推力 桿球鉸 優化 設計 方法 | ||
1.一種推力桿球鉸的優化設計方法，其特征在于：包括如下工藝步驟：
1)，選取優化變量及基因編碼：選取塑料層的厚度d，寬度l、塑料層圓角半徑r，以及橡膠襯套的軸向預壓縮量(Sa)和徑向預壓縮量(Sr)這5個優化變量；選取的基因型是長度為5的雙精度浮點數；所述的Sa、Sr通過kr、ka計算得到，kr和ka分別為球鉸的徑向剛度和軸向剛度；
2)，確定約束條件；
3)，確定適應度函數：其中，橡膠襯套體積優化的優化子目標定義為：
其中，R為芯軸半徑；
球鉸剛度優化的優化子目標定義為：
F2＝(kr-Kr)2+λk(ka-Ka)2
其中，Kr和Ka分別是球鉸徑向剛度和軸向剛度的設計平均值；
硫化面積的優化子目標為：
其中，L為橡膠襯套與芯軸硫化區域的切面弧長；
4)，優化計算：將F1、F2和F3作為各子種群的適應度函數，并在MATLAB遺傳算法工具箱中采用混合法來進行優化計算，在計算完成后，根據較優解的分布狀態及趨勢，找到三個子目標適應度函數的數值均最小的那個較優解，此較優解即為問題的最優解。
2.如權利要求1所述的推力桿球鉸的優化設計方法，其特征在于：所述步驟1)中，塑料層表面形狀為圓柱形，且在邊緣設置圓角。
3.如權利要求1所述的推力桿球鉸的優化設計方法，其特征在于：所述步驟2)的約束條件具體為：
其中，kr和ka分別為球鉸的徑向剛度和軸向剛度；a和b分別為球鉸徑向剛度的合理上下限值；c和e分別為球鉸軸向剛度的合理上下限值；f和g分別為基于經驗得到的球鉸徑向剛度和軸向剛度配比的合理上下限值；h和i，j和k以及M和N分別是具體球鉸結構參數塑料層的厚度d、寬度l和塑料層圓角半徑r的合理上下限值。
4.如權利要求1所述的推力桿球鉸的優化設計方法，其特征在于：所述步驟3)中的球鉸剛度優化的優化子目標中，
kr＝-30.459+10.353Sr+10.518Sa-6.885d+0.396l；
ka＝-43.586+1.946Sr+3.733Sa-0.336d+0.758l。
5.如權利要求1所述的推力桿球鉸的優化設計方法，其特征在于：所述步驟4)的優化計算方法具體包括如下步驟：
4-1)，在MATLAB軟件中按照步驟3)中的方法建立遺傳算法的適應度函數，
4-2)，通過gaoptimset指令調用上述適應度函數的m文件及遺傳算法工具箱，并在代碼中指定初始種群個體數量等相關初始參數，并制定輸出圖像的作圖指令。
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