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Updated: Jun 6, 2025

Surrogate Model Development for Digital Experiments in Welding
Published on: March 28, 2025
挖掘机工作装置的轻量化设计基于自动生成的替代模型
He Zhang1,2, Xiao-Bo Ge3, Yong Li2
1School of Mechano-Electronic Engineering, Xidian University, Xi'an, 710071, China.
这项研究引入了一种新的轻量级设计方法,用于采用替代模型的挖掘机杆,减轻9.30%的重量,同时确保结构完整性. 该方法优化了设计参数,以提高挖掘机的性能和效率.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 结构优化 结构优化
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 传统的挖掘机工作设备设计方法导致保守的配置,往往导致过重.
- 优化挖掘机杆设计对于提高运营效率和降低燃料消耗至关重要.
- 在不影响性能的情况下减轻结构部件是重型机械设计的一个关键挑战.
研究的目的:
- 开发和验证挖掘机工作装置的轻量结构设计方法.
- 识别影响质量,变形和应力的重大弹杆设计参数.
- 为了实现挖掘机杆杆的最小质量,同时满足应力和变形约束.
主要方法:
- 挖掘机工作装置的有限元模型的构造和实验验证.
- 通过使用基尼系数进行参数显著性分析,改进了以为权重的TOPSIS (以理想解决方案相似度为优先顺序的技术) 方法.
- 使用500个样本点和优化通过遗传算法开发代孕模型.
主要成果:
- 通过增强的加权TOPSIS方法识别关键的热潮设计参数.
- 成功构建了工作装置的替代模型.
- 实现了液压挖掘机弹杆的轻量化设计,减轻了9.30%的重量.
结论:
- 拟议的轻量级设计方法有效地减少了挖掘机杆的质量.
- 有限元模拟证实了优化的设计符合应力和变形要求.
- 这种方法为优化重型机械部件以减少重量和性能提供了一个可行的策略.
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