1.一种旋耕机刀轴尺寸多准则设计优化方法,其特征在于:所述优化方法包括如下步骤:
1)、建立旋耕机刀轴承受应力函数和成本函数,分别参见式(1)和(2):
其中,变量x1表示旋耕机刀轴的外径,单位为mm;变量x2表示旋耕机刀轴的内径,单位为mm;M为旋耕机刀轴的弯矩,单位为N·mm;Mn为旋耕机刀轴的扭矩,单位为N·mm;L为旋耕机刀轴的长度,单位为mm;Q为旋耕机刀轴材质的单位质量价格,单位为元/g;ρ为旋耕机刀轴材质的密度,单位为g/mm3;
2)、建立旋耕机刀轴强度条件、临界转速条件、扭转失稳条件和制造工艺条件,分别参见式(3)、(4)、(5)和(6):
g4(x1,x2)=b-x1+x2≤0 (6)其中,σ为旋耕机刀轴的容许应力,单位为MPa;δ为旋耕机刀轴临界转速的安全系数;
nmax为旋耕机刀轴的最高转速,单位为r/min;E为旋耕机刀轴材料的弹性模量,单位为MPa;b为旋耕机刀轴外径和内径的容许差值,单位为mm;
3)、结合旋耕机刀轴承受应力函数(1)和四个约束条件(3)~(6),定义非线性规划问题,参见式(7):
其中,符号“s.t.”表示约束,利用数值优化算法求解规划问题(7),得最小函数值f1*;
4)、结合旋耕机刀轴经济性成本函数(2)和四个约束条件(3)~(6),定义非线性规划问题,参见式(8):
利用数值优化算法求解规划问题(8),得最小函数值f2*;
5)、结合旋耕机刀轴承受应力函数(1)、经济性成本函数(2)和四个约束条件(3)~(6),定义多目标理想点非线性规划问题,参见式(9):
利用数值优化算法求解规划问题(9),得旋耕机刀轴外径和内径分别为x1*和x2*。