复杂装备混杂工况跨区域适应设计理论、方法及其应用研究

基本信息
批准号:51375438
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:伊国栋
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈婕,龚勋,郏维强,李瑞森,孙龙飞,张鹏,段俊杰
关键词:
适应设计结构工况模型跨区域混杂工况复杂装备
结项摘要

On the question of promiscuous parameters and varied form of operating conditions of complex equipment, and the lack of adaptive design methods for promiscuous conditions at present, the theory and method of adaptive design based on cross domain for complex equipment in promiscuous conditions is presented. Variation modes of parameters of promiscuous conditions are studied, sensitive parameters are identified, and variation domains of promiscuous condition are defined. Mapping relationships between structures and parameters of operating condition are analyzed, and structure-condition mapping model is built. Domain variation features of parameters in promiscuous condition are analyzed, and structure shift schemes are built based on feature differences and structure-condition mapping model and optimized based on its fitness for operating conditions. Adaptive design methods of module regeneration and mix adjustment of orientation and size of structure are studied according to variation features of parameters in promiscuous in locations and boundaries. Matching methods between multiple objective operating domains and structure adaptable conditions are studied, and the shift design process is adjusted dynamically based on the feedback of the variation of adaptable condition domain after structure shifting. The initial sequence of structure shift is established based on the variation sensitivity of promiscuous operating parameters, and the shift scheme is optimized and regenerated dynamically based on the real-time calculation of the fitness of the structure to target condition in the shift design process. A prototype system of adaptive design based on cross domain for complex equipment in promiscuous conditions is developed based on the theories and methods of the research, and implemented in the design of multi-roller straightening machine and etc.

针对复杂装备工况变化的参数混杂、形态多变、现有设计方法缺乏面向混杂工况的适应性设计手段等问题,提出复杂装备混杂工况跨区域适应设计理论和方法。研究混杂工况参数的变化模式,辨识工况变化敏感参数,界定工况变化区域;分析结构与工况参数对应关系,构建结构-工况映射模型;分析混杂工况参数区域变化特征,根据特征差异和结构-工况映射模型构建结构迁移方案,计算迁移设计方案的工况适应度并进行优选;根据混杂工况参数区域位置变化和边界变化特征,研究模块再生迁移方法和结构方位与尺寸混合调节方法;研究多目标工况点和工况区域与结构可适应工况区域的匹配方法,根据结构迁移后可适应工况区域变化的反馈实时调整迁移设计流程;根据混杂工况参数变化敏感度建立结构初始迁移序列,实时计算迁移设计过程中结构对目标工况的适应度,动态优化重构迁移方案;根据项目研究的理论方法,开发复杂装备混杂工况跨区域适应设计原型系统,在多辊矫直机等装备设计中应用。

项目摘要

制造企业为满足越来越个性化和多样化的加工要求,需要设计配置大量功能相近、结构相似的系列化装备,使企业成本急剧增加。研制能够适应不同工况或混杂工况的装备,是减少企业相似装备数量,降低资金占用比例的有效途径。现有的模块化设计方法、适应性设计方法等缺乏对混杂工况的准确分析及其变化区域的合理界定以及产品结构与工况变化之间的关联映射,难以解决工况混杂变化所带来的产品设计问题和结构设计对工况变化的适应性问题。. 项目研究了适应混杂工况的复杂装备设计方法,主要内容包括:混杂工况敏感参数辨识与界定,结构-工况映射模型构建,适应混杂工况的结构迁移方案构建,跨工况区域的模块再生与参数调节设计,迁移设计过程的动态反馈与重构。开发了复杂装备混杂工况跨区域迁移设计软件原型系统并在精冲机、多辊矫直机设计中得到应用验证。发表学术论文9篇,申请国家发明专利2项(1项已授权),参与编写《中国好设计:制造装备创新设计案例研究》和《智能制造:关键技术与企业应用》,获浙江省科技进步一等将1项(排名8),教育部高校科技进步一等奖1项(排名5,公示中),杭州市科技进步一等奖1项(排名4),培养研究生9名。. 项目研究成果有助于为复杂装备的设计提供准确的工况依据,提高装备对混杂工况及其变化的适应性,有助于增加对现有装备设计方案的重用度和可靠度,缩短新装备的设计周期,降低设计成本。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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