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| 1 | 基于SVR的航空薄壁件夹具布局优化预测模型显示文摘针对航空薄壁件厚度小、刚性弱和制造变形易超差等特点,为了优化夹具定位点布局并减小有限元计算成本、提高夹具设计效率,提出一种面向变形控制的曲面薄壁件夹具定位布局优化预测模型。基于'N-2-1'定位原理,以夹具定位点位置作为设计变量,以整体应变能作为定位布局设计的评价指标,采用拉丁超立方设计和有限元分析计算整体应变能并生成有限样本集;通过学习样本集构建基于支持向量回归机的定位布局优化预测模型,得到定位布局方案与整体应变能之间的非线性函数映射关系,并与径向基神经网络进行预测精度对比。以某一飞机的机身薄壁件作为应用实例,验证了所提预测模型的正确性和有效性。 | 杨元 王仲奇 杨勃 李诚 康永刚 | 2017 | 计算机集成制造系统2017，23，6： | 17 |
| 2 | 面向薄壁零件加工变形与振动控制的智能装夹技术研究进展显示文摘薄壁零件由于其弱刚性导致的切削加工变形与振动极大地影响着产品的最终质量。合理的装夹能够控制加工变形与振动,有效提升薄壁零件的加工稳定性。随着新型传感与控制算法的发展,现代夹具逐渐向智能化方向发展,集成夹紧力控制、变形补偿、实时监测、动态反馈调整等功能于一体的智能夹具应运而生,并成为学术界和工业界的研究热点。本文梳理了薄壁零件装夹方案优化方法及其加工辅助支撑技术、综述了当前关于智能夹具架构、具体应用及其控制策略的国内外研究现状,最后总结了当前装夹方案优化及智能夹具研究方面所存在的问题并提出下一步的研究方向。 | 吴宝海 郑志阳 张阳 张莹 郑天飞 | 2021 | 机械工程学报2021，57，17： | 12 |
| 3 | 样本视角下面向复杂产品多目标优化设计的混合人工神经网络—遗传算法技术显示文摘针对复杂产品优化设计计算密集的问题,从样本角度提出一种改进的人工神经网络—遗传算法多目标优化框架:针对正交实验设计的小样本问题,采用基于限制扰动的虚拟样本构造方法扩大训练样本集,用于提高人工神经网络建模精度;以基于熵权的极差分析法确定各决策变量的灵敏度,通过变决策变量建模的方式确定高性价比人工神经网络模型,用于遗传算法搜索的适应度计算;设计一种兼顾Pareto前沿平滑性和均匀性的遗传算法初始解构造方法,用于提高优化的效率和质量。以航空发动机高压涡轮盘优化实例验证了所提方法的可行性和有效性。 | 冯国奇 崔东亮 张亚军 周平 | 2016 | 计算机集成制造系统2016，22，6： | 11 |
| 4 | 基于表面网格离散化与遗传算法的复杂工件装夹布局规划方法显示文摘装夹是工件加工过程中首先面临的问题,而稳定装夹则是保证工件加工质量与生产安全的必要条件。为此系统地提出了基于稳定性指标与稳定量度的工件装夹布局优化模型及其遗传算法求解技术。根据静力平衡条件与线性规划技术,提出装夹稳定性的判断依据及其解算方法,实现装夹时工件'稳不稳'的定量描述;依据力的超椭球方程,将超椭球体积定义为装夹稳定量度,用以描述工件装夹稳定时'有多稳'的问题;引入离散化思想,构建了以使装夹稳定量度达到最大为目标的复杂工件装夹布局规划模型,根据每一代的装夹稳定性,定义个体的适应度评价函数,提出装夹布局规划模型的遗传算法求解技术。提出的基于稳定性指标与稳定量度的装夹布局规划方法,由于只涉及接触点的坐标及其法矢量信息,不仅适用于具有复杂表面的工件,而且能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程,提高了计算效率,为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。 | 秦国华 王子琨 吴竹溪 鲁宇明 | 2016 | 机械工程学报2016，52，13： | 10 |
| 5 | 基于动力学与遗传算法的工件位置偏离预测与控制方法显示文摘装夹布局的合理规划是影响工件加工质量与生产安全的关键因素,为此系统地提出了工件位置偏离的动力学预测模型及其控制方法。首先通过将工件与夹具之间的接触模式等价地转化为线性弹簧-阻尼系统,利用运动学和弹性力学理论推导出工件的振动微分方程,以确定工件在装夹布局中的位置偏离。根据工件与夹具之间的接触为单向这一实际情况,运用胡克定律建立了工件位置偏离的约束条件。通过坐标转换方法,提出在约束条件下振动微分方程的模态分析求解方法,实现工件位置偏离的预测,试验结果表明所提出预测结果与试验结果完全吻合。其次,为使工件位置偏离达到最小,构建工件位置偏离的最小2-范数为目标的装夹布局优化模型,通过以合理装夹布局中工件位置偏离的2-范数为自变量构造个体适应度,提出装夹布局优化模型的遗传算法求解技术。提出的工件位置偏离预测与控制方法,能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程,为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。 | 秦国华 何志芬 王华敏 肖洁 | 2017 | 机械工程学报2017，53，1： | 8 |
| 6 | 基于多岛遗传算法的薄壁齿圈装夹变形优化研究显示文摘针对薄壁齿圈装夹时装夹变形的问题,对夹具元件的结构参数和施加的夹紧力进行了优化,提出了采用多岛遗传算法对夹具结构参数和夹紧力的同步优化方案。通过ABAQUS软件对齿圈装夹变形进行了有限元分析,得出了变形量,将ABAQUS软件优化算法在Isight中进行了集成;以装夹变形量最小为目标函数,装夹过程中夹紧力和夹具结构参数为变量,通过多岛遗传算法对薄壁齿圈夹紧力和夹具结构进行了同步优化,得出了使薄壁齿圈装夹变形最小的夹紧力及夹具结构参数。研究结果表明:优化后装夹变形量减小93.38%,有效地降低了因夹紧力施加不当以及夹具结构不合理引起的变形,对于后续的加工精度有了明显的改善,验证了多岛遗传算法对于齿圈装夹变形优化的可行性。 | 韩军 段荣鑫 张磊 王静 | 2020 | 机电工程2020，37，6： | 7 |
| 7 | 精密轴套件装夹变形有限元分析与控制显示文摘针对两种生产模式下外圆柱面装夹变形问题,比较分析了某精密轴套件单件与批量生产的装夹工艺方案,提出三维装夹变形有限元分析方法。通过改变三爪卡盘夹紧力由300N增加至400N后,分析其有限元装夹变形只增加了约0.4um,并未影响轴套外圆柱面高精度要求,一方面,在解决单件生产模式中无需采用预留工艺圆柱凸台进行装夹,直接通过装夹外圆柱面不会改变其装夹变形问题,从而减少了毛坯的使用材料和节约了使用成本;另一方面,针对批量生产模型下外圆柱面径向孔加工装夹问题,比较分析了V型块定位后径向和轴向夹紧两种装夹工艺方案,最后得出采用轴向夹紧可有效地控制孔加工导致的外圆柱面变形量。实验表明:单件生产模式直接通过三爪卡盘装夹可以满足装夹变形精度要求,批量生产模式通过装夹工件刚性强的部位可有效降低装夹变形误差,进而控制精密零件的装夹精度。 | 张国政 赵文英 孙灏 周元枝 | 2018 | 制造业自动化2018，40，1： | 7 |
| 8 | 基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化(英文)显示文摘为解决薄壁件刚性差,在制造过程中易因工装夹紧力产生弹性变形等问题,提出了一种基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化方法,对薄壁件的柔性工装进行了布局优化。该方法通过有限元分析与蚁群/遗传混合算法相结合的方法进行了工装定位/支承阵列的布局优化。实例验证表明,采用改进遗传蚁群算法对工装布局进行优化,可使柔性工装系统中定位/支承阵列布局的拓扑形态和分布密度处于最优状态,使薄壁件最大变形量缩小47%。 | 周涛 熊珍琦 姚为 秦英 | 2016 | 推进技术2016，37，6： | 6 |
| 9 | 薄壁球壳真空吸附装夹变形力学分析与控制显示文摘针对标准铝合金薄壁球壳零件的装夹变形问题,建立球壳变形的数学理论模型以及有限元仿真模型,实现了薄壁球壳真空吸附装夹状态的理论分析与仿真优化。明确了真空负压与装夹位置对球壳变形的影响;基于球壳与吸具之间的装夹位置关系,完成了吸具主要尺寸参数的优化设计。优化后吸具样件的测量结果表明,通过控制真空负压以及改变装夹接触位置,可以有效减小球壳的装夹变形,进而提高其加工的尺寸精度。 | 何泽地 田东宁 杨金川 姚智慧 | 2017 | 兵工学报2017，38，7： | 6 |
| 10 | 基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测研究显示文摘针对薄壁齿圈的装夹变形问题,将Abaqus有限元仿真与BP神经网络技术应用到了齿圈装夹变形预测中。根据齿圈实际加工装夹情况,应用Abaqus有限元分析软件,建立了齿圈装夹变形的仿真模型,开展了齿圈装夹变形的有限元分析研究,建立了齿圈装夹力及其径向最大装夹变形之间的关系;以Abaqus有限元仿真数据作为训练样本和检验样本,借助BP神经网络良好的预测精度和非线性泛化能力,通过MATLAB神经网络工具箱,建立了基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型;并根据检验样本对模型进行了检验,预测值与仿真值之间的相对误差在0.05%之内。研究结果表明:建立的基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型是准确有效的,可以为智能化大数据加工制造环境下的齿圈装夹参数优化提供准确有效的数据。 | 韩军 张磊 段荣鑫 王静 | 2020 | 机电工程2020，37，6： | 5 |
| 11 | 基于神经网络遗传算法的RV减速器摆线轮齿廓修形研究显示文摘摆线轮修形是保证RV减速器优良传动性能的重要手段,为了探求合适的修形方式和具体的修形量,通过建立受载下多种摆线轮修形方式的RV减速器动力学模型,仿真分析得出传动精度和输出转速,用输出转速的方差值来评价运转平稳性,然后利用神经网络训练,得出传动精度和平稳度与修形量间的映射关系,再利用遗传算法将加权传动精度绝对值和平稳度之和作为适应度值,调用已得出的映射关系求出不同修形方式下最小适应度对应的修形量,接着计算已得修形量下的摆线针轮间最大啮合力和同时啮合齿数,结果表明,最佳的负等距加正移距修形方式,使得适应度值最小,但是RV减速器承载能力较差,正等距加负移距修形方式下求得适应度值最大,但是承载能力较好,研究结果为提高RV减速器的传动精度、运转平稳性和承载能力提供了新的摆线轮修形思路和理论基础,具有一定的工程应用价值。 | 赵大兴 袁康 陈少男 吴震宇 | 2019 | 机械设计与研究2019，35，3： | 5 |
| 12 | 遗传算法和神经网络的DFB激光器温控系统显示文摘针对DFB激光器温度控制系统普遍存在的非线性和延迟性等问题,提出了基于遗传算法和神经网络的复合控制结构,采用微处理器作为系统的处理器核心设计了温度控制系统,并利用铂电阻、TEC半导体制冷器、温度敏感器和温控执行器作为控制单元,再通过构造神经网络正模型分析被控对象的物理特性,用神经网络控制实现控制律的映射,同时利用遗传算法的快速搜索能力训练神经网络的权系数。最后,对设计的系统进行了实验验证,结果表明,该系统的温度控制精度为±0.002 ℃,控制范围为5~70 ℃,超调量低于8%,能够实现高精度和宽范围的控制效果,具有较好的工程应用价值。 | 吉炜寰 黄磊 | 2016 | 现代电子技术2016，39，15： | 4 |
| 13 | 薄壁盒形件真空吸附装夹变形的计算方法研究显示文摘为了较为准确地预测薄壁盒形件的装夹变形量,研究了不同误差形式下薄壁盒形件的真空吸附装夹变形趋势,设计了装夹变形数值求解和有限元仿真求解的具体流程,形成了比较完整的薄壁盒形件真空吸附装夹变形求解算法,通过实例验证了本方法的有效性,并为盒形类零件的装夹变形分析提供理论支持,为装夹误差控制及夹具设计提供参考。 | 李勇 江磊 马术文 刘蕾 陈雪梅 | 2018 | 机械制造与自动化2018，47，3： | 3 |
| 14 | 毛坯开槽方式中零件加工变形的演变机理与控制方法显示文摘广泛用作飞机薄壁整体结构件毛坯的铝合金厚板,在制造过程中出现的塑性变形不均匀性将导致残余应力的产生。高速铣削过程中残余应力的释放将引起飞机薄壁整体结构件的加工变形,这严重影响加工质量。因此,建立了毛坯释放变形后零件铣削的有限元仿真方法,挠度解析法的计算结果和实验测量的数据均验证了有限元仿真值无论是在趋势上还是变形量上均高度吻合。利用有限元方法揭示了开槽方式对毛坯释放变形的影响规律,分析了零件加工变形与毛坯释放变形之间的关系。结果表明:毛坯释放多大变形量,零件就能减小多大的变形量。在建立毛坯释放变形预测模型的基础上,提出了开槽方式的遗传算法优化方法,随机测试集表明神经网络的预测精度高达95%左右,而三框件在最佳开槽方式下能减小34.5%的变形。 | 王华敏 陶江 秦国华 林锋 吴铁军 郑许 | 2022 | 工程力学2022，39，5： | 3 |
| 15 | 基于BP神经网络的喇叭嘴机构动平衡优化方法显示文摘目的为了提高烟支端面的切割质量,对喇叭嘴机构的动平衡性能进行优化。方法以两平衡块的设计角度为设计变量,惯性力和惯性力矩的均方根植为优化目标,建立喇叭嘴机构的动平衡优化函数。基于BP神经网络建立喇叭嘴机构动平衡预测模型,利用遗传算法优化该神经网络,以提高其预测精度,且获得最优值。结果优化后的机构动平衡性能得到明显改善,其中惯性力均方根值减小了37.16%,惯性力矩均方根值减小了8.33%。结论采用神经网络与遗传算法对喇叭嘴机构进行动平衡优化效果较好,提高了机构的工作稳定性。 | 肖帆 周长江 胡波 | 2017 | 包装工程2017，38，17： | 3 |
| 16 | 基于有限元法的薄壁变形机匣件限位检测方法研究显示文摘为了提高带有形位误差的薄壁机匣件使役性能,研究了一种限位检测方法,通过改变约束表面的约束方式来探究约束表面和相关表面的变形规律。不同的约束方式对约束面都能够起到限位作用,限制量为0.064 mm,对相关表面的限制量为0.052 mm。只考虑单一约束因素时,压板位置的改变对约束表面的限制作用比压板数量和压紧力大。综合考虑3个因素,压紧力较大、压板数较多,压板压在接触面变形较大位置的可能性就较大,对约束表面的限位效果较好。结果表明:模拟装配的预测值与实测值相对误差在10%以内,有限元模型准确有效,能够预测机匣件的装配情况,提高机匣件的装配质量,为加工制造端提供反馈信息。 | 王明海 王江 郑耀辉 赵明 刘娜 | 2020 | 机床与液压2020，48，9： | 2 |
| 17 | 面向驾驶舱布局优化的手部操作研究显示文摘以优化飞机驾驶舱布局设计为目的,对人体的手部操作进行了研究。首先,对驾驶舱显控装置的关联性进行分析;其次,以减小人体的手部操作路线总长为目的,对驾驶舱人机界面进行了布局优化分析;接着,以人手部几何模型和人手部Kane动力学模型为依据,建立了基于人手部操作舒适性的驾驶舱布局优化模型;最后,通过实际案例对人机界面上的操作路线进行了仿真分析;利用CATIA仿真人在驾驶舱中的手部操作姿态,计算出人手的操作舒适性,并通过舒适性评价模块进行了结果验证。理论分析和仿真结果表明,在飞机驾驶舱中相对重要的设备应布置在手部操作舒适性较高的区域,并且在布局设计过程要尽量缩短人体手部操作设备的路线,该模型提高了驾驶人员的操作效率,可作为驾驶舱布局优化设计的参考依据。 | 叶坤武 魏思东 包涵 | 2018 | 机械科学与技术2018，37，5： | 2 |
| 18 | 基于翘曲度阈值约束的铝合金板材热轧工艺优化与实验验证显示文摘蛇形热轧是能够保证板材中心发生充分变形、破碎铸造状态下粗大晶粒为加工组织的铝合金厚板制备关键工艺,为此研究了板材在蛇形轧制工艺过程中产生的翘曲变形及其控制问题。通过研究铝合金板材轧制的机理模型,构建铝合金板材的蛇形轧制有限元仿真模型,得到有限元仿真值与参考值、测量数据吻合较好,应力、应变的最大相对误差仅为6.92%和7.33%,而翘曲因子也只有13%左右的误差;基于有限的训练样本组合,建立等效应变和翘曲因子的耦合预测模型,得到预测值与相应仿真值的误差不超过6%;在翘曲因子不超过规定阈值的约束条件下,建立使等效应变达到最大的轧制工艺参数优化模型,通过轧件等效应变构造个体的适应度函数,提出了轧制工艺参数优化模型的遗传算法求解方法。利用该方法不仅实现了铝合金板材轧制工艺参数的合理设计与选择,而且提高了板材轧制过程的仿真计算效率。 | 叶海潮 范武林 秦国华 林锋 郑许 杨扬 | 2020 | 兵工学报2020，41，8： | 2 |
| 19 | 基于NSGA-Ⅱ与RBF神经网络的车身薄板定位布局研究显示文摘为了解决车身薄板定位布局设计效率低,装夹易变形的问题,提出了一种基于NSGA-Ⅱ与RBF神经网络的车身薄板定位布局设计方法,以薄板定位时的偏差传递路径最小和稳定性最高为约束条件,应用NSGA-Ⅱ算法优化前3个定位点,在有限元样本的支持下分别构建BP和RBF神经网络预测模型并进行对比,选择预测精度较高的RBF神经网络结果作为个体适应度值。分别应用遗传算法和粒子群算法在RBF神经网络中寻优并对比,选择收敛速度较快和求解精度较高的粒子群算法的求解值作为第4个定位点的最优解。以座椅安装横梁作为模型验证研究内容。结果表明,零件在优化后定位布局下的最大装夹变形仅为优化前最大装夹变形的27%。因此,RBF神经网络可以对薄板装夹变形进行有效预测,研究结果对进一步开展车身焊装夹具设计和机身薄壁件定位布局研究具有参考价值。 | 王鹏 徐家川 曹凡 李迪 | 2019 | 河北科技大学学报2019，40，3： | 2 |
| 20 | Deformation Analysis and Fixture Design of Thin-walled Cylinder in Drilling Process Based on TRIZ Theory显示文摘Thin-walled cylindrical workpiece is easy to deform during machining and clamping processes due to the insufficient rigidi.Moreover,it’s also difficult to ensure the perpendicularity of flange holes during drilling process.In this paper,the element birth and death technique is used to obtain the axial deformation of the hole through finite element simulation.The measured value of the perpendicularity of the hole was compared with the simulated value to verify then the rationality of the simulation model.To reduce the perpendicularity error of the hole in the drilling process,the theory of inventive principle solution(TRIZ)was used to analyze the drilling process of thin-walled cylinder,and the corresponding fixture was developed to adjust the supporting surface height adaptively.Three different fixture supporting layout schemes were used for numerical simulation of drilling process,and the maximum,average and standard deviation of the axial deformation of the flange holes and their maximum hole perpendicularity errors were comparatively analyzed,and the optimal arrangement was optimized.The results show that the proposed deformation control strategy can effectively improve the drilling deformation of thin-walled cylindrical workpiece,thereby significantly improving the machining quality of the parts. | Fulin WANG Bo SHENG Yongwen WU Jiawang LI Zhou XU Zhaoxia ZHU | 2021 | Mechanical Engineering Science2021，3，1： | 1 |
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