基于粒子群优化算法的螺旋钻机变幅机构铰点位置优化

摘要

螺旋钻机变幅机构铰点位置是影响变幅机构性能的关键因素之一 ,它对变幅油缸最大油压、变幅机构各铰点最大受力、活动钻桅起柱时间等变幅机构主要性能参数都有决定性影响.针对传统设计方法对获取最佳铰点位置需要反复试算、耗时长、效率低且难以精确定位的不足 ,为了快速、高效、准确地获取最优铰点位置 ,以变幅机构的活动钻桅为研究对象 ,在分析变幅机构结构和工作原理的基础上 ,建立了变幅机构力学模型 ,并将变幅油缸的油压作为目标函数 ,以变幅机构的结构限制和油缸制造工艺要求确定约束条件.基于粒子群优化算法 ,结合MATLAB对目标函数进行运算分析 ,以变幅油缸的最大油压最小为目标确定了变幅机构最优铰点位置.铰点位置优化后 ,变幅油缸最大油压降低了9.2% ,变幅机构各铰点最大受力降低了9.1% ~9.2% ,变幅机构性能明显得到提升.该研究提供了一种快速可行的铰点位置优化方法 ,对变幅机构的优化设计具有实际参考意义.