资源描述：
《MATLAB案例一圆柱螺旋弹簧的优化设计说明书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、实例一 圆柱螺旋弹簧的优化设计圆柱螺旋弹簧的结构参数包括D—弹簧中径，即螺旋线圆柱直径D2=D+d—弹簧外径D1=D-d—弹簧内径α—弹簧的螺旋角，即螺旋线的升角t—簧条间距，即螺旋线的节距d—簧条直径（mm）H0—弹簧的自由高n—弹簧的有效圈数，即螺旋线的圈数—螺旋线的极角C—旋绕比，C=D/d弹簧设计需要满足刚度、强度、稳定性、共振性等条件例一调压弹簧为普通圆柱螺旋压缩弹簧。阀腔直径为42mm，弹簧最大工作压力为Fmax=1110N，弹簧的许用应力[]=665MPa,弹簧的最大刚度kmax=24
2、N/mm,弹簧结构要求：工作圈数n≥0，弹簧指数4≤C≤14，弹簧压并高度λb=1.1h=18.25mm。试在满足弹簧的强度条件、刚度条件、稳定性条件、旋绕比条件和结构边界等约束条件下，确定弹簧的簧丝直径d、中径D2和工作圈数n等三个设计参数，使它的结构重量最轻。1、建立数学模型（1）确定设计变量X=[d,D2,n]T=[x1,x2,x3]T例一调压弹簧为普通圆柱螺旋压缩弹簧。阀腔直径为42mm，弹簧最大工作压力为Fmax=1110N，弹簧的许用应力[]=665MPa,弹簧的最大刚度kmax=24N/
3、mm,弹簧结构要求：工作圈数n≥0，弹簧指数4≤C≤14，弹簧压并高度λb=1.1h=18.25mm。试在满足弹簧的强度条件、刚度条件、稳定性条件、旋绕比条件和结构边界等约束条件下，确定弹簧的簧丝直径d、中径D2和工作圈数n等三个设计参数，使它的结构重量最轻。1、建立数学模型（2）建立目标函数弹簧的体积为：例一调压弹簧为普通圆柱螺旋压缩弹簧。阀腔直径为42mm，弹簧最大工作压力为Fmax=1110N，弹簧的许用应力[]=665MPa,弹簧的最大刚度kmax=24N/mm,弹簧结构要求：工作圈数n≥0，
4、弹簧旋绕比4≤C≤14，弹簧压并高度λb=1.1h=18.25mm。试在满足弹簧的强度条件、刚度条件、稳定性条件、旋绕比条件和结构边界等约束条件下，确定弹簧的簧丝直径d、中径D2和工作圈数n等三个设计参数，使它的结构重量最轻。1、建立数学模型（3）建立约束函数弹簧的强度约束条件为：弹簧刚度约束弹簧旋绕比约束条件：4≤C≤14，C=D/d弹簧安装空间约束条件：弹簧圈数应该大于0：综上所述，该问题的数学模型为：①设计变量：②目标函数：③约束条件：2、优化方法和计算结果调用MATLAB优化工具箱函数fmin
5、con进行优化计算1）编制目标函数的M文件(Spring_f)%体积目标函数functionf=Spring_f(x)f=1/4*pi*pi*x(1)^2*x(2)*x(3);%x(1)直径,x(2)中径,x(3)圈数2）编制约束函数的M文件(Spring_g)%约束函数function[g,ceq]=Spring_g(x);Fmax=1110;G=80*1e9,tao=665*1e6g(1)=1.66*(8*Fmax/pi)*(x(1)/x(2))^0.16*x(2)/x(1)^3*1e6-taog
6、(2)=G*x(1)^4/(8*x(2)^3*x(3))*1e-3-24*1000%刚度约束g(3)=x(2)-14*x(1);%旋绕比约束g(4)=4*x(1)-x(2);%旋绕比约束g(5)=x(1)+x(2)-42;%安装空间g(6)=-x(3);ceq=[];3）在命令窗口编写调用主程序(Spring_c)x0=[5,10,10];options=optimset('LargeScale','off');[x,fval,exitflag,output]=fmincon(@Spring_f,x0
7、,[],[],[],[],[],[],@Spring_g,options);disp'*********弹簧优化设计最优解**********'fprintf(1,'簧丝直径d=%3.4f',x(1));fprintf(1,'弹簧中径D=%3.4f',x(2));fprintf(1,'弹簧圈数n=%3.4f',x(3));[x,fval,exitflag,output,grad,hessian]=fmincon(@fun,x0,A,b,Aeq,beq,Lb,Ub,’Nlc’,options
8、)[]服务理念中的“点点”◆理解多一点真情浓一点◆学习勤一点品质高一点◆理由少一点效率高一点◆处理问题灵活点工作过程用心点◆对待同事宽容点互相协作快乐点放映结束！敬请各位的批评指导！谢谢观看
