基于神经网络的多点柔性夹具横梁结构优化.pdf

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1、基于神经网络的多点柔性夹具横梁结构优化周魏雄，汤军社，桑青青，田前(1．西北工业大学机电学院，陕西西安710072；2．长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙410076)CrossbeamStructureOptimizationofMulti——pointFlexibleFixtureBasedonArtificialNeuralNetworkZHOUWei—xiong，TANGJun—she，SANGQing—qingz，TIANQian(1．SchoolofElectromechanics，NorthwesternPolytechni

2、cUniversity，Xi’an710072，China；2．CollegeofAutomobileandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410076，China)摘要：研究了神经网络在多点柔性夹具横粱结Keywords：ANN；structureoptimization；构优化中的应用。横梁结构与最大变形量间为复杂FEM；mathematicalprogramming的非线性关系或隐函数关系，且单一的有限元分析工作复杂，计算耗时大。

3、在有限元与数学规划法基0引言础上利用人工神经网络进行横梁结构分析，并通过测试比较从BP、Elman和RBF神经网络中选取性飞机制造具有结构尺寸大、零件形状复杂且种能较好的神经网络，实现了横梁质量的最优化，节省类繁多、气动外形严格及加工精度高等特点口]。目了计算时间。前随着我国数字技术的发展以及数控机床技术方面关键词：神经网络；结构优化；有限元；数学规划的突破，机加件已实现了全数字集成制造，但是钣金法件由于柔度大，难以使用传统夹具夹持，因此难以实中图分类号：TH122；TH140．8现全程数字化的柔性制造。因而，多点柔性夹具的文献标识码：A设计成

4、为提高我国飞机制造水平和效率的重要途文章编号：1001—2257(2012)04—0022—03径，其机械结构主要由3部分组成：立柱单元、横梁Abstract：Theapplicationofartificialneural结构和支座。横梁结构为主要结构部件之一，由多network(ANN)methodinthecrossbeamstructure根梁组成。在拓扑结构确定的情况下，不同梁之间optimizationofmuti——pointflexiblefixturewas厚度有差异，形成大量的厚度尺寸组合。在外载荷studied．Cross

5、beamstructureandduringbiggesta—作用满足横梁结构刚度的情况下，确定各梁的最佳mountofdeformityforcomplexmisalignmentrela—厚度使得横梁重量最轻，实现结构优化，能提升柔性tionsorimplicitfunctionrelations，andthesolefi—夹具的整体功能和经济效应。然而有限元分析计算niteelementanalysisworkiscomplex，computa—耗时巨大，且传统的尺寸组合匹配数据量很大。因tiontime—consumingbig．Thi

6、sarticleusesthear—此，结合神经网络对横梁结构进行优化。tificialneuralnetworksinthefiniteelementandin1机械结构优化方法themathematicalprogramminglawfoundationtocarryonthecrossbeamstructureanalysis，and传统的设计方法依赖于设计人员的经验，得到throughthetestcomparisonfromBP，Elmanandin的结果仅是可行方案，多数不是最优设计。现代结theRBFneura1networkse

7、lectstheperformance构优化(亦称结构综合)，是指数值结构优化或计算goodneuralnetwork，hasrealizedthecrossbeam机结构优化，其研究内容是把数学规划理论与力学qualityoptimization，hassavedthecomputingtime分析方法结构起来，以计算机为工具，建立一套科学的、系统的、可靠而又高效的方法和软件，能自动改greatly．进和优化受各种条件限制的承载结构设计]。从优收稿日期：2011—11—1O化算法的理论基础分，结构优化方法主要有准则法、·22·《机械与电子22

8、012(4)数学规划法和遗传算法。将有限元法与数学规划法相结合进行结构优化设计在近年来发展迅速。在本质上，机械结构设计中的优化问题是在满足一定约束条件