螺栓位置优化设计方法研究

摘要

螺栓连接是机械结构中的重要连接形式之一.合理的螺栓位置分布可以有效降低螺栓载荷,然而目前还缺乏相关的优化设计方法.本文提出了一种适合于复杂结构螺栓位置优化的方法.在该方法中,首先将打孔区域进行离散化,得到设计区域边界上的节点坐标,然后用极坐标表示.螺栓位置用极径和极角表示,设计变量由各螺栓的极径和极角组成,约束条件由设计区域边界的极径和极角确定,设计目标由设计人员确定.本文采用的设计目标是使螺栓载荷的方差最小.之后,在设计空间中进行参数化采样和批量仿真生成数据集,构建代理模型,采用蜘蛛猴优化算法进行螺栓打孔位置优化求解.最后,利用本文提出的优化方法,编写了程序,并给出了相应的算例.结果表明,所提出方法可以有效地对螺栓位置进行优化.