申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2023-02-10

公开（公告）日：2023-05-30

公开（公告）号：CN116187131A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/27;G06F111/06;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.06.16#实质审查的生效;2023.05.30#公开

摘要：一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，属于优化设计领域。首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，对其建立有限元模型，将天轮轮辐工艺孔主要结构参数定义为设计变量，采用最优拉丁超立方方法，得到多组天轮设计尺寸及其对应的应力值，并将其代入到RBF代理模型中得到拟合曲线；验证代理模型的精度后，采用自适应模拟退火法限定优化目标，以最小的成本获得全局最优解；最终得到满足优化目标的最优解，进而最终确定设计方案。本发明综合采用最优拉丁超立方采样方法、RBF代理模型、交叉验证代理模型检验方法及自适应模拟退火法完成天轮轻量化设计目标，保证在优化设计要求得到实现的同时，使得优化操作简便、优化效率高效且优化效果最好。

主权项：1.一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，基于天轮所受绳张力沿径向呈正弦分布、沿轴向呈均匀分布的加载原理，对其建立有限元模型；2基于步骤1建立的有限元模型，对天轮建立参数化模型，将天轮轮辐工艺孔的八个可更改的主要结构参数定义为设计变量x：其中x1为左上45°孔远端与天轮圆心的距离，x2为左上45°孔两焦点距离，x3为左上45°孔的左焦点侧半圆的半径，x4为左上45°孔的右焦点侧半圆的半径，x5为竖直方向孔远端与天轮圆心的距离，x6为竖直方向孔两焦点距离，x7为竖直方向孔的左焦点侧半圆的半径，x8为竖直方向孔的右焦点侧半圆的半径；对所述的设计变量x1-x8的可行域进行约束，使其在限定的范围内进行数值变动，最终得到天天轮所受0°及45°方向应力大小及天轮质量大小；3将步骤2得到的尺寸及对应的应力大小代入到RBF代理模型中，以设计变量x1-x8为输入，以天轮所受0°及45°方向应力大小及天轮质量大小为输出，根据均匀采样得到的几组x1-x8在可行域内随机组合得到的天轮尺寸以及有限元分析对应的应力值，拟合出各个设计变量x1-x8在可行域内任意值组合出的天轮尺寸与其所受应力的关系，得到非线性映射关系，称之为拟合曲线，其中，拟合曲线的横坐标为天轮尺寸，纵坐标为天轮质量大小及45°应力幅值和0°应力幅值；4通过步骤3得到输入输出之间的非线性映射关系，确定天轮所受0°及45°方向应力大小及天轮质量大小与设计参量取值之间的关系；但在确定设计方案之前，需要对步骤3中所使用到的代理模型进行精度验证；5在通过步骤4验证所用的代理模型的精度之后，基于RBF代理模型，采用自适应模拟退火法限定优化目标，获得全局最优解，即天轮的尺寸；6以步骤5得到的最优解作为输入，代入步骤1中构建的有限元模型进行仿真，得到仿真值；与此同时，根据步骤5中得到的最优解，在步骤3中的拟合曲线上找到最优解横坐标对应的纵坐标，称为预测值；对仿真值与预测值进行误差分析，在满足误差要求，并计算出有限元模型尺寸优化后的质量减轻情况后，最终确定设计方案。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法

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