李晓豁, 史尚伟, 翁正洋, 钱亚森, 李　岩, 杨梓嘉

(辽宁工程技术大学 机械工程学院, 辽宁 阜新 123000)



基于BP-GA的冲击破岩掘进机工作机构动态优化

李晓豁, 史尚伟, 翁正洋, 钱亚森, 李岩, 杨梓嘉

(辽宁工程技术大学 机械工程学院, 辽宁 阜新 123000)

为了改善某型冲击破岩掘进机工作机构的动态性能,利用ANSYS Workbench建立有限元模型,通过模态分析和谐响应分析,得到其第1至第6阶固有频率和模态特性,确定了影响动态性能的模态频率；经灵敏度分析,确定了影响工作机构动态性能的主要结构参数；利用BP神经网络模型,建立所选结构参数与最大动应力、弯曲动刚度和钎杆顶端动位移间的映射关系,运用遗传算法对结构参数进行动态性能优化.结果表明,优化后工作机构的最大动位移和最大动应力分别减小27.5%和43.07%,固有频率提高24.7%,明显改善了工作机构的动态性能.

掘进机； 工作机构； 遗传算法； 神经网络； 动态优化

由于冲击破岩掘进机(以下简称掘岩机)工作环境恶劣、工况复杂,工作过程中载荷变化剧烈,使其工作机构长时间受高速、高频冲击载荷作用,会产生强烈的冲击和振动,直接影响其结构强度、动态特性和使用寿命[1-6],所以对该机工作机构进行动态特性优化具有重要的意义.

传统动态优化方法通常是基于灵敏度的结构动力学修改,但对于维数较高、设计变量较多、优化目标不唯一的非线性系统,难以得到满意的结果.本文利用BP神经网络极强的非线性映射功……