基于改进遗传算法的盘式制动器的优化设计.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术NO．72011年7月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2011文章编号：1001—2265(2011)07—0101—03基于改进遗传算法的盘式制动器的优化设计秦广乐，王道明，陈小辉(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：为了提高盘式制动器的制动效果，建立起制动力矩的数学模型，并使用一种改进遗传算法进行优化设计。该方法较简单遗传算法作了改进，采用实数编码，在判断个体适应度时提出了

2、最优保存策略。与简单遗传算法相比，改进后的遗传算法在解决有约束非线性问题时，表现出良好的速度和有效性。最后通过实例计算分析表明该方法高效可行，优化结果可直接作为工程设计的参考。关键词：改进遗传算法；盘式制动器；制动性能；优化设计中图分类号：TH124文献标识码：AOptimizationDesignofDiskBrakeBasedonanImprovedGeneticAlgorithmQINGuang—le，WANGDao—ming，CHENXiao—hui(CollegeofMechanicala

3、ndElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，XuzhouJiangsu221116，China)Abstract：Toimprovethebrakingperformanceofdiscbrake，amathematicalmodelofbraketorquewasestablishedandallimprovedgeneticalgorithmwasproposedforoptimizationdesign．Thisme

4、thodhasbeenimprovedincomparisontosimplegeneticalgorithm，usingrealcodingandlocaloptimalwanderingstrategywasproposedwhilejud~ngadaptivitycondition．Comparedwithsimplegeneticalgorithm，theimprovedgeneticalgorithmshowedgoodspeedandeffectivenesswhilesolvingco

5、nstrainednonlinearprob_lems．Finally，ancalculationexampleindicatedthatthemethodiseficientandsuccessful，optimizationre-sultscanbedirectlyusedasareferenceforengineeringdesign．Keywords：diskbrake；improvedgeneticalgorithm；brakingperformance；optimizationdesig

6、n通常情况下，盘式制动器采用常闭式，即无油压O引言时制动器的闸衬3靠碟形弹簧2紧压在制动盘4上，盘式制动器因其构造简单、散热快、重量轻、调提供最大的摩擦制动力，通过改变进入油缸中的油整方便，特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳压P来调节制动力矩。定等特点，常用作矿井提升机和下运带式输送机的目前对盘式制动器的研究主要集中于结构的优化制动系统⋯，其结构简图如图1所示。设计、热应力耦合场分析以及制动抖动和噪声分析等。黄飞等建立了盘式制动器中碟形弹簧的数学模型，以体积最小为目标，运用遗传算法对其进行了优化

7、设计。黄健萌等通过建立紧急制动工况下盘式制动器的三维瞬态热一结构耦合计算模型，运用ANSYS对制动过程进行数值模拟，揭示制动盘瞬态温度场／应力场的分布规律。侯俊等应用UG和ANSYS建立盘式制动器的有限元模型，通过有限元分析寻找影响制动尖叫的各种因素，并对其作了详细的探讨。1．油缸活塞2．碟形弹簧3．闸衬4．制动盘5．轮毂图1盘式制动器结构示意图本文提出一种改进遗传算法，该方法采用实数收稿日期：2010—12—16作者简介：秦广乐(I986一)，男，江苏连云港人，中国矿业大学机电工程学院硕士研究生，

8、主要研究方向为机械产品动态设计，自动化仿真自动控制，(E—mail)k8．k8@163．corn。·l02·组合机床与自动化加工技术第7期编码，在判断个体适应度时使用最优保存策略，最后1．3建立约束条件将它用于盘式制动器的优化设计中，实例计算表明(1)油压P的约束：该方法在求解有约束非线性问题时，表现出良好的开启压力P速度和有效性，使设计效果得到了很好的提高。P=F枷／AP=4F加／叮T(D一d)1数学模型的建立最高油压P⋯P⋯为液压系统能够提供的最高油压，MPa。1