基于細(xì)菌趨藥性的柴油機氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計開題報告

江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告概述表 學(xué)號 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計（論文）題目 基于細(xì)菌趨藥性的柴油機氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計 選題意義、研究現(xiàn)狀及存在問題 選題意義： 本課題研究的主要內(nèi)容是基于細(xì)菌趨藥性的原理對柴油機氣門彈簧進行優(yōu)化設(shè)計。氣門彈簧是柴油機配氣機構(gòu)中氣門組件的重要組成部分，多采用圓柱形螺旋壓縮彈簧，它的功用是克服在氣門關(guān)閉過程中氣門及傳動件的慣性力，防止各傳動件之間因慣性力的作用而產(chǎn)生間隙；保證氣門及時落座并緊緊貼合，防止氣門在發(fā)動機震動時發(fā)生跳動而破壞其密封性。柴油機的氣 門彈簧一方面承受頻繁的交變載荷，另一方面由于受結(jié)構(gòu)、空間等條件的限制力求尺寸小，因此設(shè)計不妥會影響其工作壽命。為此，氣門彈簧不僅應(yīng)具有足夠的剛度和強度，而且應(yīng)具有足夠的可靠性。 研究現(xiàn)狀及存在問題： 以往設(shè)計氣門彈簧時一般采用試湊法，即根據(jù)經(jīng)驗初選尺寸參數(shù)，然后代入公式驗算，經(jīng)過幾輪反復(fù)，一直到選擇的參數(shù)滿足要求為止。這種設(shè)計方案不容易獲得最優(yōu)的設(shè)計方案，且費工費時。為了克服上述缺點，應(yīng)對氣門彈簧進行優(yōu)化設(shè)計。 目前研究彈簧優(yōu)化的方法有很多。比如高矚在介紹蟻群算法的基本原理、模型和算法實現(xiàn)過程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn) 了內(nèi)燃機氣門彈簧進行優(yōu)化設(shè)計 ,其計算結(jié)果較好，但是蟻群算法在參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方面較為復(fù)雜，且優(yōu)化能力不夠明顯。張衛(wèi)波等將分離操縱力的平均值最小作為膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計目標(biāo) ,利用微粒群算法實現(xiàn)了其優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果表明采用微粒群算法后得到的參數(shù)值明顯優(yōu)于原有 2種設(shè)計方案的數(shù)值，但是微粒群算法存在收斂速度慢等不足。冉振亞等采用遺傳算法對某轎車離合器膜片彈簧進行優(yōu)化設(shè)計計算。結(jié)果表明 ,應(yīng)用該方法優(yōu)化后的膜片彈簧各決策變量的值明顯優(yōu)于利用傳統(tǒng)經(jīng)驗公式設(shè)計所得的結(jié)果，但遺傳算法容易陷入局部極小。彭琳等在闡述免疫遺傳算法基礎(chǔ)上 , 在 MATLAB 環(huán)境下實現(xiàn)了離合器壓緊彈簧的優(yōu)化設(shè)計，但免疫遺傳算法只是在基本遺傳算法的基礎(chǔ)上進行的改進，因此基本遺傳算法的收斂速度慢、局部極小等不足仍然存在。縱觀現(xiàn)有文獻可以看出，隨著人工智能的發(fā)展，利用仿生智能優(yōu)化方法的分布式搜索來實現(xiàn)彈簧的優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)成為主要研究方向，問題關(guān)鍵是在如何設(shè)計出一種搜索能力更強、搜索效率更高的，且適用于彈簧優(yōu)化設(shè)計的算法成為當(dāng)前關(guān)鍵。 參考文獻 : 1 曹陽 ,姜耀華 ,王靜 .柴油機氣門彈簧的優(yōu)化設(shè)計 J.煤礦機械 ,2008,29(2):21-23. 2 龔慶壽 ,夏平 .50CrVA 鋼柴油機氣門彈簧的優(yōu)化設(shè)計 J.湖南工程學(xué)院學(xué)報 ,2003,13(1):30-31,51. 3 田豐果 ,寇桂岳 ,熊巍 .柴油汽車發(fā)動機氣門彈簧的最優(yōu)化設(shè)計與計算 J.制造業(yè)自動化 ,2011,33(1):43-45. 4 喬明星 .車用內(nèi)燃機氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計 J.中國西部科技 ,2010,9(21):30-31. 5 潘公宇 ,黃鼎友 .發(fā)動機氣門彈簧的可靠性優(yōu)化設(shè)計 J.車用發(fā)動機 ,1996(4):45-47. 6 莫才頌 ,王崗罡 .內(nèi)燃機氣門彈簧多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計 J.煤礦機械 ,2006,27(6):943-945. 7 高 矚 .基于蟻群算法的內(nèi)燃機氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計 J.機械與電子， 2007（ 4） :29-31. 8 冉振亞，趙樹恩，李玉玲 .基于遺傳算法的汽車離合器膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計 J.重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2003,26（ 9） :77-81 9 彭琳，張麗蓮，楊林楠 .基于免疫遺傳算法的離合器壓緊彈簧優(yōu)化設(shè)計及 MATLAB 實現(xiàn) J.機械傳動， 2007,31（ 1） :40-42 研究目標(biāo)和內(nèi)容 研究目標(biāo)： 利用改進的細(xì)菌趨藥性算法實現(xiàn)柴油機氣門彈簧的優(yōu)化設(shè)計，并完成柴油機氣門彈簧的結(jié)構(gòu)圖繪制。 研究內(nèi)容 ： （ 1） 細(xì)菌趨藥性優(yōu)化算法 ； （ 2） 基于細(xì)菌趨藥性進行柴油機氣門彈簧優(yōu)化設(shè)計； （ 3） 進行柴油機氣門彈簧結(jié)構(gòu)圖繪制。 研究方法、步驟和措施等。 研究方法： 本課題是基于細(xì)菌趨藥性的優(yōu)化設(shè)計，通過改進細(xì)菌趨藥性算法，并利用 MATLAB 軟件對氣門彈簧進行優(yōu)化。最終利用優(yōu)化好的參數(shù)對氣門彈簧進行結(jié)構(gòu)圖形的繪制。 研究步驟和措施： 1. 查閱資料，熟悉柴油機氣門彈簧優(yōu)化的基本原理、熟悉細(xì)菌趨藥性算法的基本原理； 2. 設(shè)計基本的細(xì)菌趨藥性算法以及改進細(xì)菌趨藥性算法，并利用MATLAB實現(xiàn)； 3. 確定柴油機彈簧的優(yōu)化模型； 3.利用 MATLA