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双振头超声固结振动装置设计及实验

光学精密工程 2024年第4期32卷 514-523页

作者：钟相强邹令令冯赛龙安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000

为了提高传统超声固结振动装置的输出振幅,达到金属箔材稳定固结的要求,提出了一种单侧双换能器结构的双振头超声固结振动装置。基于谐振系统设计理论完成了尺寸参数设计,对该装置进行模态分析及优化,得到最佳纵振频率为20 247 Hz;基于... 详细信息

为了提高传统超声固结振动装置的输出振幅,达到金属箔材稳定固结的要求,提出了一种单侧双换能器结构的双振头超声固结振动装置。基于谐振系统设计理论完成了尺寸参数设计,对该装置进行模态分析及优化,得到最佳纵振频率为20 247 Hz;基于等效四端网络法对双振头超声固结振动装置进行建模仿真,最大输出振幅能达到36μm;最后,制作实验样机进行振幅测试实验,探究输出振幅与激励电压之间的关系。实验结果表明:输出振幅与激励电压线性相关,该装置的最大输出振幅为34.4μm,与仿真结果的误差率小于5%。验证了结构的合理性,有效提高了装置的输出振幅,促进了超声固结技术在相关领域的应用。

关键词：增材制造谐振系统模态分析纵振频率

碰靠定位算法在不规则件排样优化中的应用研究

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中国机械工程 2013年第23期24卷 3191-3195页

作者：梁利东钟相强安徽工程大学芜湖241000

基于不规则零件碰靠算法的思想,提出了最小静矩吻合碰靠定位方法。将碰靠定位的参考区域限定在入排零件当前排样高度最低的未排空间内,零件以不同入排角度进行正交靠接排放和定位,以零件定位后的静矩最小作为排样方案优劣的评估规则。... 详细信息

基于不规则零件碰靠算法的思想,提出了最小静矩吻合碰靠定位方法。将碰靠定位的参考区域限定在入排零件当前排样高度最低的未排空间内,零件以不同入排角度进行正交靠接排放和定位,以零件定位后的静矩最小作为排样方案优劣的评估规则。在自动碰靠算法基础上,设计了交互排样中的点对点交互碰靠算法,实现零件以任意碰靠方向进行最优布局调整,为完善自动排样提供了有效的辅助作用。

关键词：不规则件排样优化碰靠定位静矩

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双足压电直线作动器结构优化与实验

振动．测试与诊断 2018年第5期38卷 1037-1043,1086页

作者：钟相强张本学黄卫清孙梦馨南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 安徽工程大学机械与汽车工程学院芜湖241000 广州大学机械与电气工程学院广州510006

为提高双足压电直线作动器的有效驱动,增强作动器中二级杠杆微位移结构和柔性铰链的放大能力,对作动器的结构参数进行优化。首先,对二级杠杆微位移机构的放大倍数进行理论计算,基于ANSYS完成作动器定子作动仿真过程;其次,通过仿真分析发... 详细信息

为提高双足压电直线作动器的有效驱动,增强作动器中二级杠杆微位移结构和柔性铰链的放大能力,对作动器的结构参数进行优化。首先,对二级杠杆微位移机构的放大倍数进行理论计算,基于ANSYS完成作动器定子作动仿真过程;其次,通过仿真分析发现,在作动器定子中综合使用直圆型柔性铰链和直梁型柔性铰链,会使作动器定子放大倍数得到优化,最优铰链参数对应的放大倍数为8.131;最后,制作了该作动器样机并进行了定子驱动足振幅测试,两驱动足的振动相对稳定。实验结果表明,驱动足I,II的位移振幅在60和63μm的上下范围浮动,与实际相符合。与现有的压电直线作动器相比较,该作动器结构简单,易于安装调试,具有大振幅驱动和运行稳定等特点。

关键词：非共振双足压电直线作动器压电叠堆二级杠杆柔性铰链

渐开线少齿差行星传动模糊可靠性优化与CAD/CAE研究

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渐开线少齿差行星传动模糊可靠性优化与CAD/CAE研究

作者：钟相强西北农林科技大学

学位级别：硕士

渐开线少齿差行星传动以其适用于一切功率、速度范围和一切工作条件,受到世界各国的广泛关注,成为世界各国在机械传动方面的重点研究方向之一。故在设计阶段对其进行结构分析和优化设计,对提高产品质量、降低生产成本具有十分重要的意... 详细信息

渐开线少齿差行星传动以其适用于一切功率、速度范围和一切工作条件,受到世界各国的广泛关注,成为世界各国在机械传动方面的重点研究方向之一。故在设计阶段对其进行结构分析和优化设计,对提高产品质量、降低生产成本具有十分重要的意义。本文在介绍课题研究背景及意义的基础上,综合利用模糊可靠性优化技术、面向对象的软件开发技术、参数化建模技术、人工神经网络技术、遗传算法和有限元分析技术,对渐开线少齿差行星传动机构设计参数进行优化设计,运用Pro/TOOLKIT与VC++6.0开发出渐开线少齿差行星传动机构的参数化系统,并应用有限元原理在协同仿真软件AWE中对内啮合齿轮进行了接触分析,以期能够提高少齿差行星传动的现代化设计水平,对机械设计具有一定的理论价值。首先,本文介绍了渐开线少齿差行星传动机构及其结构设计,分析少齿差行星传动机构的参数确定、内啮合传动的限制条件和变位系数的选择,为后续的优化设计、CAD/CAE分析奠定理论基础。其次,在传统设计的基础上,根据少齿差行星传动机构的工作特点和设计要求,运用模糊数学的原理对其进行模糊可靠性分析,建立少齿差行星传动外齿轮的可靠性数学模型,将模糊优化模型转化为常规的优化模型,并利用相应的工程软件MATLAB进行优化计算。然后比较传统优化算法和遗传算法优化结果,得出少齿差行星传动优化设计的最优结果。同时,利用人工神经网络的非线性映射能力对相关系数进行求解,验证用BP神经网络映射模拟机械设计中非线性图表的可行性。再次,以WindowsXP为操作平台和Pro/ENGINEER为图形支撑软件,利用Pro/TOOLKIT二次开发工具包,以VC++ 6.0为开发平台,开发出渐开线少齿差行星传动机构的参数化系统,该系统界面友好,操作方便。最后,在Pro/ENGINEER软件中建立渐开线少齿差行星传动内啮合齿轮模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench与Pro/ENGINEER的结合实现模型的导入,并在ANSYS Workbench中进行有限元分析。结果分析表明,满足齿轮的许用接触应力,从而验证所建立模型的正确性。

关键词：少齿差模糊可靠性优化遗传算法 Pro/TOOLKIT ANSYS Workbench

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基于成组原理的船舶件排样系统研究

计算机工程与应用 2014年第15期50卷 194-198,243页

作者：钟相强安徽工程大学机械与汽车工程学院安徽芜湖241000

针对船舶件排样问题,基于成组原理开发一种优化排样及数控切割系统。探讨了船舶件缺口和孔洞消除方法,完成船舶件多边形曲线的简化;基于射线投影法完成船舶件的形状特征识别,把其分类成预定义的模式;构建了零件成对成组规则,提出一种多... 详细信息

针对船舶件排样问题,基于成组原理开发一种优化排样及数控切割系统。探讨了船舶件缺口和孔洞消除方法,完成船舶件多边形曲线的简化;基于射线投影法完成船舶件的形状特征识别,把其分类成预定义的模式;构建了零件成对成组规则,提出一种多边形模式成组方法;研究基于DXF文件的数控代码生成原理和开发基于SQL2000的船舶件排样数据库。通过船舶件排样系统验证,该方法可行,数控代码生成正确,能够有效完成船舶件排样。

关键词：排样成组技术射线投影法船舶件数据库特征识别

基于免疫遗传算法的不规则件排样优化问题求解

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机械科学与技术 2013年第3期32卷 448-451,456页

作者：梁利东钟相强安徽工程大学机械与汽车工程学院芜湖241000

基于遗传算法难以保持群体的多样性及存在易早熟、效率低的缺陷,提出免疫遗传算法应用于不规则零件排样的优化方法。该算法在遗传算法的全局随机搜索基础上,借鉴了人工免疫系统中的免疫记忆和浓度机制。通过疫苗接种实现种群个体中基因... 详细信息

基于遗传算法难以保持群体的多样性及存在易早熟、效率低的缺陷,提出免疫遗传算法应用于不规则零件排样的优化方法。该算法在遗传算法的全局随机搜索基础上,借鉴了人工免疫系统中的免疫记忆和浓度机制。通过疫苗接种实现种群个体中基因位的局部调整优化,并将其优良个体保存于免疫记忆库中,提高了算法的搜索速度。同时浓度机制保证了遗传交叉和变异过程中生成下代种群个体的多样性,扩大了搜索空间,更利于最优解的获取。该方法在开发的不规则件排样系统中进行了实算求解,通过与标准遗传算法的实验结果比对,板材的利用效率得到显著提高。

关键词：不规则件排样人工免疫系统遗传算法

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基于摇瓶机理和极小势能原理的异形件排样

机械科学与技术 2013年第4期32卷 564-567页

作者：钟相强梁利东安徽工程大学机械与汽车工程学院先进数控和伺服驱动技术安徽省重点实验室芜湖241000

针对异形件排样问题,提出一种基于摇瓶机理和极小势能原理的求解算法,从力学的角度解释排样问题的基本物理意义。首先,由摇瓶子现象得到启发,初步构建排样的摇瓶子算法;由弹性力学中的极小势能原理可知,零件总是通过平移和旋转变换找到... 详细信息

针对异形件排样问题,提出一种基于摇瓶机理和极小势能原理的求解算法,从力学的角度解释排样问题的基本物理意义。首先,由摇瓶子现象得到启发,初步构建排样的摇瓶子算法;由弹性力学中的极小势能原理可知,零件总是通过平移和旋转变换找到最低的重心位置,利用多边形正负梯形投影法计算排样零件的形心坐标,碰靠过程采用OBB包围盒相交测试算法,最终实现自动排样。通过船舶件排样实例验证,该原理可行,物理意义明确,能够实现异形件排样。

关键词：板材排样算法能量守恒

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基于矩形化动态匹配的船体零件排样算法研究

船舶工程 2013年第1期35卷 68-71页

作者：梁利东钟相强安徽工程大学机械与汽车工程学院安徽芜湖241000

基于启发式搜索策略,提出了一种改进的排样算法——剩余矩形的动态匹配法来求解不规则船体零件的矩形化排样,并通过自动正交碰靠实现零件的紧密靠接和定位。动态匹配包括对入排零件与未排放的剩余矩形区域进行宽度匹配计算和排样高度的... 详细信息

基于启发式搜索策略,提出了一种改进的排样算法——剩余矩形的动态匹配法来求解不规则船体零件的矩形化排样,并通过自动正交碰靠实现零件的紧密靠接和定位。动态匹配包括对入排零件与未排放的剩余矩形区域进行宽度匹配计算和排样高度的调整,并以其匹配度最佳及最低排样高度作为排样布局的评估准则来实现排样过程中的实时动态寻优。该算法在一定程度上实现了排样中定位与定序的协同思路,实例证明其有效性。

关键词：零件排样不规则零件动态匹配优化排样

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船体零件智能优化排样系统的设计研究

船舶工程 2012年第2期34卷 61-64页

作者：梁利东钟相强安徽工程大学机械与汽车工程学院安徽芜湖241000

针对船体零件的排样问题,开发了基于智能算法的板材套料优化排样系统。该系统采用粒子群算法,并将免疫记忆和浓度机制引入算法提高了零件的排序优化速度。通过零件图形信息数据库管理模块和排样解码算法,实现图形的输入和编码、定位排... 详细信息

针对船体零件的排样问题,开发了基于智能算法的板材套料优化排样系统。该系统采用粒子群算法,并将免疫记忆和浓度机制引入算法提高了零件的排序优化速度。通过零件图形信息数据库管理模块和排样解码算法,实现图形的输入和编码、定位排放和正交靠接及自动计算生成最优排样结果。排样实例表明了该系统具有良好界面和人机交互功能,且有效提高了排样自动化程度和材料利用率。

关键词：船舶零件粒子群算法排样优化系统设计