本文關(guān)鍵詞：基于多目標(biāo)遺傳算法的氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣門彈簧是配氣結(jié)構(gòu)中重要的組成零件，它的性能直接決定著內(nèi)燃機(jī)是否能正常工作。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢是小型化、高速化，這要求氣門彈簧要有較高的強(qiáng)度，還要不斷減少氣門彈簧的安裝空間。因此必須保證氣門彈簧在上述要求下具有滿足設(shè)計(jì)要求的綜合性能。氣門彈簧的優(yōu)化問題可以歸屬為多目標(biāo)優(yōu)化問題，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對氣門彈簧優(yōu)化存在著一定的不足。多目標(biāo)遺傳算法是一種優(yōu)秀的求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的算法，已被廣泛應(yīng)用于解決工程領(lǐng)域中的多目標(biāo)優(yōu)化問題。 本文描述了NSGA-Ⅱ算法求解氣門彈簧多目標(biāo)優(yōu)化問題的詳細(xì)過程，建立了氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化模型。模型以氣門彈簧的質(zhì)量、自由高度、防共振性能最好作為目標(biāo)函數(shù)，選取彈簧的工作圈數(shù)n、彈簧中徑D和彈簧絲直徑d作為決策變量。采用多目標(biāo)遺傳算法NSGA-Ⅱ和基于參考點(diǎn)的R-NSGA-Ⅱ算法分別對氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。對得到的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析和研究，并選取一部分結(jié)果與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的正確性和優(yōu)化算法的有效性。采用ANSYSWorkbench對氣門彈簧的實(shí)體模型進(jìn)行了有限元分析，其剛度、變形量和強(qiáng)度均能滿足設(shè)計(jì)要求，，進(jìn)一步驗(yàn)證了多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果的正確性。 本文的研究結(jié)果表明，多目標(biāo)遺傳算法NSGA-Ⅱ能比傳統(tǒng)方法更好地的實(shí)現(xiàn)氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化。多目標(biāo)遺傳算法能夠在協(xié)調(diào)各個(gè)目標(biāo)函數(shù)的情況下得到比較理想的Pareto最優(yōu)解集，比傳統(tǒng)方法更能有效地提高氣門彈簧的綜合性能，是解決氣門彈簧多目標(biāo)優(yōu)化問題的一個(gè)有效的工具，并且具有良好的工程應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：氣門彈簧 多目標(biāo)優(yōu)化 遺傳算法 NSGA-Ⅱ
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP18;TH135
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外氣門彈簧的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 多目標(biāo)遺傳算法的相關(guān)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 圓柱螺旋彈簧的基本設(shè)計(jì)理論15-23
• 2.1 圓柱螺旋彈簧的基本理論15-21
• 2.1.1 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù)15-16
• 2.1.2 圓柱螺旋彈簧的受力分析16-19
• 2.1.3 圓柱螺旋彈簧變形分析19-21
• 2.1.4 圓柱螺旋壓縮彈簧的穩(wěn)定性21
• 2.2 本章小結(jié)21-23
• 第三章 氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化23-58
• 3.1 氣門彈簧的主要失效原因23-24
• 3.2 氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型及特點(diǎn)24-25
• 3.2.1 氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型24-25
• 3.2.2 氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的特點(diǎn)25
• 3.3 氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型25-29
• 3.3.1 確定設(shè)計(jì)變量26
• 3.3.2 目標(biāo)函數(shù)的確定26
• 3.3.3 約束條件26-28
• 3.3.4 工程優(yōu)化算例28-29
• 3.4 優(yōu)化過程的實(shí)現(xiàn)29-30
• 3.5 多目標(biāo)遺傳算法研究30-46
• 3.5.1 NSGA-II 采用的技術(shù)30-33
• 3.5.2 NSGA-II 算法主流程33-35
• 3.5.3 本文算法的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備35-37
• 3.5.4 NSGA-II 算法的性能測試37-40
• 3.5.5 基于參考點(diǎn)的 R-NSGA-II 算法40-41
• 3.5.6 R-NSGA-II 算法的數(shù)值實(shí)驗(yàn)41-46
• 3.6 氣門彈簧的多目標(biāo)優(yōu)化仿真46-53
• 3.6.1 基于 NSGA-II 的優(yōu)化結(jié)果46-50
• 3.6.2 基于 R-NSGA-II 的優(yōu)化結(jié)果50-53
• 3.7 優(yōu)化結(jié)果對比分析53-56
• 3.8 氣門彈簧優(yōu)化結(jié)論56-57
• 3.9 本章小結(jié)57-58
• 第四章 氣門彈簧有限元分析58-69
• 4.1 有限元分析簡介58-59
• 4.1.1 有限元理論介紹58
• 4.1.2 有限元軟件介紹58-59
• 4.2 氣門彈簧實(shí)體建模59-60
• 4.3 靜力學(xué)分析60-64
• 4.3.1 網(wǎng)格劃分61
• 4.3.2 氣門彈簧剛度分析61-62
• 4.3.3 氣門彈簧應(yīng)力和軸向變形分析62-64
• 4.4 模態(tài)分析64-67
• 4.5 疲勞強(qiáng)度校核67
• 4.6 結(jié)果分析67-68
• 4.7 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)和展望69-71
• 5.1 總結(jié)69-70
• 5.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 附錄 A74-78
• 致謝78-79
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫奇涵;董恩國;張蕾;;基于雙響應(yīng)面法的螺旋彈簧設(shè)計(jì)[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

2 魏鋒濤;宋俐;李言;石坤;趙建峰;;基于模糊理論的機(jī)械多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

3 黃衛(wèi)華;許小勇;范建坤;;實(shí)數(shù)編碼遺傳算法中常用變異算子的Matlab實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J];廣西輕工業(yè);2007年01期

4 朱政紅;混合離散優(yōu)化方法在彈簧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年02期

5 肖啟敏;范春鳳;黃晶晶;;基于MATLAB的圓柱螺旋彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2008年03期

6 張升才;王文良;酈劍;羅娟;;氣門彈簧斷裂失效分析[J];金屬熱處理;2011年02期

7 龔訊;汽車懸架彈簧向高強(qiáng)度方向發(fā)展[J];機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào);2003年03期

8 張超群;鄭建國;錢潔;;遺傳算法編碼方案比較[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2011年03期

9 馬貴飛;圓柱螺旋壓縮彈簧的多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2003年05期

10 劉斌;儲(chǔ)偉俊;;基于Pro/E的圓柱螺旋彈簧仿真[J];機(jī)械工程師;2007年09期

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本文編號(hào)：344282