齿啮式快开门压力容器协同智能优化设计研究

１ 智能 优化 的数 学 表 达 与计 算 机 协 同优 化 集成
方 法
１ １ 智 能 优化 的数 学表 达 ．
齿 啮式快 开 门式压 力容 器 的优 化 属有 约束条
件 的多 参 数 、 目标 高 度 、 线性 过 程 优 化 ， 多 非 从数
学上 讲 ， 这一 优化 问题 可表 示为 ：
量、 高度 非线 性 的复杂 函数 ， 而优 化 又属 于多 目标
其 中
） 目标 函数 ， 是 决 策 变 量 ， 、。 是 札
为决 策 变量 的下界 和上 界 ； （ ）＝ ０和 ｇ（ ≤０ ） 分 别是 等 式 约 束 和 不 等 式 约 束 条 件 ， （ 和 ）
该 法 兰 的 总 质 量 可 减 轻 １ ８ ７ ｋ ， 料 节 省 幅度 达 ２ ． ３ 。 ２ ．４ ｇ材 １５ ％ 关 键 词 齿 啮 式 快 开 门式 压 力 容 器 计 算 机 协 同集 成 智能优化 分析设计 优 化 设 计
中 图分 类 号
Ｔ ０ １３ Ｑ ５ ．
文 献标 识码 Ａ
方 面 的不 足 。
标 函数相 关 的独立设 计 变 量 （ 要 为结 构 尺 寸 ） 主 ， 而 、 确定 了设 计 变量 的可 行 空 间 。一 个 典 型 的优化 过程会 随着 设计 变量 的增 多而 规模 变大 。 １ ２ 计 算机协 同优化集 成方 法 ． 基 于 三 维 造 型 软 件 Ｐｏ 、 限 元 分 析 软 件 ｒｅ 有 Ａ ｓｓ ｎｙ 和多 学科 协 同优 化 分 析 软 件 Ｉ ｇｔ 建 齿 ｓｈ 构 ｉ 啮式快 开 门式压 力容 器计 算机协 同智能 优化 技术 平 台。首 先基 于 参 数 编 程 实 现 在 Ｐｏ ｒｅ中 自动 创 建齿 啮式 快开 门式 压 力 容 器 三 维模 型 ； 然后 基 于 ＡＤ Ｐ Ｌ参 数 化编 程 实现 在 Ａ ｓｓ中 自动 实现 齿 啮 ｎｙ 式快 开 门式压 力 容 器有 限元 应 力 分 析 ， 得 到保 并 存有 最大 等效 应力 强度 ｓ 、 大位 移 ｄ 及模 型 … 最 … 整 体质 量 等 数 据 的文 件 和有 限元 分 析命 令 流
文章编号
０ ５ －０ ４ ２ １ ） ３０ ５ ４５ ２ ４６ ９ （ ０ ２ ０ － ６ ３ ３
齿 啮式 快 开 门式 压 力 容 器 的结 构 非 常 复 杂 ， 目前 主要是 通 过基 于有 限元计 算 的应力 分析设 计 方 法进 行设 计 的 ¨ 。面 对 有 限元 数 值 模 拟提 供
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化
工
机
械
２１ ０ ２正
齿 啮 式 快 开 门 压 力 容 器 协 同 智 能 优 化 设 计 研 究
于 继 凯 周 国发 欧 可 升
（ ． 昌大 学 环 境 与 化 学 工 程 学 院 ；． 江 大 学 化 学 工 程 与 生 物 工 程 学 系 Baidu Nhomakorabea １南 ２浙
摘 要 应 用 Ｃ Ｅ软 件 Ｐｏ 、 ｎｙ 和 协 同优 化 软 件 Ｉｉ ｔ构 建 了基 于 Ｉｉ ｔ 协 同优 化 设 计 平 台 ， Ａ ｒｅＡ ｓｓ ｓ ｈ， ｇ ｓｈ的 ｇ 研 究 建 立 了压 力容 器计 算机 协 同 集 成 智 能优 化 自动 化 设 计 技 术 和 方 法 ， 出 了基 于 分 析 设 计 思 想 的 应 力 提 分 类设 计 准 则 。 应 用 这 一 平 台基 于 分 析 设 计 的 思 想 成 功 完 成 了对 Ｄ １２ ０ ｍ ×１ｒｍ 齿 啮 式 蒸 压 罐 并 Ｎ ０ ｍ ２ ａ 法 兰 的优 化 设 计 。研 究 结 果表 明 ， 保 证 应 力 分 析 设 计 的 强度 条 件 下 ， 过 计 算 机 协 同 集 成 智 能 优 化 ， 在 通
的大 量数 据和 信 息 ， 丰 富 经验 的设 计 者 可 能得 有
’ （ ）＝ ）， ｉ ， … ， ） ／ （ ＝１ ２， Ｎ。
ｇ （ ≤０ （ ＝１ ２ … ， ２ ） ， ， ， Ｎ ）
砂（ ）＝０， ｋ＝１ ２ … ， ） （ ， ， Ｎ
≤ ≤ ｔ
到一 个满 足强 度 要 求 的可 以接 受 的设 计 ， 是却 但 无 法 确 定 获 得 质 量 最 小 、 料 最 省 的最 优 设 计 。 材 齿 啮式 快开 门式 压力 容器 的优化 目标 函数 是 多变
ｇ（ 是 约束 函数 。对 于 齿 啮式 快 开 门式 压 力 容 ）
器的优 化 问题 ，（ ） 以为 齿 啮式 快 开 门 压 力容 ｆ 可
器 的质 量 、 应力 和 变形 ， （ 和 ｇ（ ） 以 为应 ） 可 力分析 设计 的设 计 应 力 强 度 、 刚度 等 。 为与 目
优 化 过程 ， 因此 齿 啮 式快 开 门式 压 力 容 器智 能 优 化 理论 和技 术 的研究 是 实现其 多参 数多 目标 高度 非线性 过程 优 化 的有 效 途 径 ， 国 内外 相 关研 究 但 报道 却极 为罕 见 。笔者 将齿 啮式 快开 门式 压力容 器数 值模 拟技 术 与 智 能优 化 控 制 理论 相 结 合 ， 研 究 了一种 基 于数值 模拟 的齿 啮式 快开 门式 压力 容 器 的协 同智 能优 化理论 和方 法 ， 设计 者 能智 能 、 使 自动 、 合理 地确 定其结 构 的优化 尺 寸 ， 以弥 补 国 内 外 对齿 啮式 快开 门式 压力 容器智 能 优化技 术研 究
｝ 于 继 凯 ， ，９ ５年 １ 生 ， 士研 究 生 。 江西 省南 昌 市 ，３ ０ １ 男 １８ 月 硕 ３０ ３ 。
第３ ９卷
第 ３期
化 工 机
械
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文件 ； 最后 将 上述 文件 集成 到 Ｉｉ ｔＩ ｇ ｔ 据相 ｓ ｈ ， ｉｈ 根 ｇ ｓ 应 的优化 原则 及 要 求 ， 过 分 析 便会 给 出一 组 优 经