【技术实现步骤摘要】
基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法
[0001]本专利技术属于优化设计领域，涉及一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法。
技术介绍
[0002]优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件的同时，寻求最优的设计方案，尽可能地降低材能消耗和成本，提高生产效率。优化设计被广泛的应用于社会的各个社科门类(如建筑结构优化、品牌形象优化、生化耗材利用率优化等)和实践案例中。优化设计通过确定某些参数作为约束条件，对需要优化的参数进行最优解求解，在保证产品结构最合理、性能最好、质量最高、技术经济指标最佳、具有强大的市场竞争力的同时优化设计时间又不能过长的情况下确定优化方案，在产品进行更新迭代的过程中起到了巨大的助力推动作用。
[0003]为了应对工业领域内对产品进行优化设计的需求，市面上出现了例如：MATLAB、ISIGHT、PIANO等多种高效设计试验和优化软件，每个软件都具有独...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，基于天轮所受绳张力沿径向呈正弦分布、沿轴向呈均匀分布的加载原理，对其建立有限元模型；(2)基于步骤(1)建立的有限元模型，对天轮建立参数化模型，将天轮轮辐工艺孔的八个可更改的主要结构参数定义为设计变量x：其中x1为左上45
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孔远端与天轮圆心的距离，x2为左上45
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孔两焦点距离，x3为左上45
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孔的左焦点侧半圆的半径，x4为左上45
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孔的右焦点侧半圆的半径，x5为竖直方向孔远端与天轮圆心的距离，x6为竖直方向孔两焦点距离，x7为竖直方向孔的左焦点侧半圆的半径，x8为竖直方向孔的右焦点侧半圆的半径；对所述的设计变量x1‑
x8的可行域进行约束，使其在限定的范围内进行数值变动，最终得到天天轮所受0
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及45
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方向应力大小及天轮质量大小；(3)将步骤(2)得到的尺寸及对应的应力大小代入到RBF代理模型中，以设计变量x1‑
x8为输入，以天轮所受0
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及45
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方向应力大小及天轮质量大小为输出，根据均匀采样得到的几组x1‑
x8在可行域内随机组合得到的天轮尺寸以及有限元分析对应的应力值，拟合出各个设计变量x1‑
x8在可行域内任意值组合出的天轮尺寸与其所受应力的关系，得到非线性映射关系，称之为拟合曲线，其中，拟合曲线的横坐标为天轮尺寸，纵坐标为天轮质量大小及45
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应力幅值和0
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应力幅值；(4)通过步骤(3)得到输入输出之间的非线性映射关系，确定天轮所受0
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及45
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方向应力大小及天轮质量大小与设计参量取值之间的关系；但在确定设计方案之前，需要对步骤(3)中所使用到的代理模型进行精度验证；(5)在通过步骤(4)验证所用的代理模型的精度之后，基于RBF代理模型，采用自适应模拟退火法限定优化目标，获得全局最优解，即天轮的尺寸；(6)以步骤(5)得到的最优解作为输入，代入步骤(1)中构建的有限元模型进行仿真，得到仿真值；与此同时，根据步骤(5)中得到的最优解，在步骤(3)中的拟合曲线上找到最优解横坐标对应的纵坐标，称为预测值；对仿真值与预测值进行误差分析，在满足误差要求，并计算出有限元模型尺寸优化后的质量减轻情况后，最终确定设计方案。2.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，采用最优拉丁超立方方法，对设计变量x1‑
x8在可行域内进行均匀随机采样，采集到多组x1‑
x8在可行域内的随机组合得到的多组天轮设计尺寸，并将这多组设计尺寸代入步骤(1)建立的有限元模型中进行有限元分析，并最终得到天天轮所受0
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及45
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方向应力大小及天轮质量大小；其中x1的可行域设定为2100
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2300mm，x2的可行域设定为500
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800mm，x3的可行域设定为300
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500mm，x4的可行域设定为100
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300mm，x5的可行域设定为2100
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2300mm，x6的可行域设定为300
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500mm，x7的可行域设定为250
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500mm，x8的可行域设定为150
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300mm。3.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，其特征在于，所述步骤3中，应用RBF代理模型具体如下：所述的RBF代理模型RBF由3层前馈神经网络...
【专利技术属性】
技术研发人员：马新奥，宋学官，王硕，鄢来强，闫盛，范世龙，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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