ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПОРТОВЫХ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ МАШИН
Аннотация
Рассматривается способ параметрической оптимизации элементов конструкций портовой перегрузочной техники на примере механизма с подвижным цилиндром. Силовые элементы с гидравлическими и пневматическими подвижными цилиндрами, служащими для обеспечения возвратно-поступательного движения ползуна, широко применяются на водном транспорте. Их техническое состояние во многом определяет надежность и безаварийность работы портового перегрузочного оборудования, приводов створок ворот шлюзов и другого оборудования. Силовые цилиндры являются самыми дорогими элементами перегрузочных машин. Повысить надежность их работы можно прежде всего путем снижения максимального (амплитудного) значения нагрузки во всем диапазоне движения ползуна. В терминах практической оптимизации необходимо решить минимаксную задачу, состоящую в определении максимальных (амплитудных) значений нагрузок при вариации рабочих режимов с последующим выбором из них режима с минимальной амплитудой. Предложен численный способ оптимизации конструкции и выбора оптимальных геометрических параметров, обеспечивающих надежную работу ползунково-кривошипного механизма при любом положении его частей. На этой основе разработана математическая модель и произведено моделирование рабочих характеристик механизма с подвижным цилиндром для графического определения минимаксного режима. Для практической реализации модели создана программа в кодах MatLAB, позволяющая получить количественные оценки геометрических параметров конструкции ползунково-кривошипного механизма. Показано, что модель обладает свойством образования узла, в котором пересекаются генерируемые рабочие режимы, координаты которого соответствуют минимаксу амплитуды усилия в ползуне. Приведен пример способа параметрической оптимизации, подтверждающий корректность решений.
Ключевые слова
параметрическая оптимизация, перегрузочная машина, подвижной цилиндр, минимакс, унимодальность, модель, технологические ограничения, надежность конструкции, выбор режимов, узел, количественная оценка, quantification
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Проников А. С. Параметрическая надёжность машин / А. С. Проников. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 560 с.
Аттетков А. В. Методы оптимизации / А. В. Аттетков, С. В. Галкин, В. С. Зарубин. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 440 с.
Rao S. S. Engineering optimization. Theory and practice / S. S. Rao. - John Wiley & Sons, Inc., 2009. - 840 p.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / В. И. Анурьев. - М.: Машиностроение, 2001. - Т. 1. - 920 с.
Dawande M. Sequencing and Scheduling in Robotic Cells: Recent Developments / M. Dawande, H. N. Geismar, S. P. Sethi, C. Sriskandarajah // Journal of Scheduling. - 2005. - Vol. 8. - Pp. 387-426. DOI: 10.1007/s10951-005-2861-9.
Zhang H. Algorithm and stability of ATC receding horizon control / H. Zhang, J. Huang, F. L. Lewis // Adaptive Dynamic Programming and Reinforcement Learning, 2009. ADPRL’09. IEEE Symposium on. - IEEE, 2009. - Pp. 28-35. DOI: 10.1109/ADPRL.2009.4927522.
Сахаров В. В. Модели и алгоритмы оптимизации технологических процессов на объектах водного транспорта в среде MatLAB: монография / В. В. Сахаров, А. А. Кузьмин, А. А. Чертков. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. - 436 с.
Кузнецов А. Л. Перспективы автоматизации контейнерных терминалов / А. Л. Кузнецов // Морские порты. - 2010. - № 9 (90). - C. 50-55.
Иванов А. С. Конструируем машины: шаг за шагом: в 2 ч. / А. С. Иванов. - М: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. - Ч. 1. - 328 с.
Tanaka S. Dynamic optimization of the operation of single-car elevator systems with destination hall call registration: Part I. Formulation and simulations / S. Tanaka, Y. Uraguchi, M. Araki // European Journal of Operational Research. - 2005. - Vol. 167. - Is. 2. - Pp. 550-573. DOI: 10.1016/j.ejor.2004.04.038.
Tanaka S. Dynamic optimization of the operation of single-car elevator systems with destination hall call registration: Part II. The solution algorithm / S. Tanaka, Y. Uraguchi, M. Araki // European Journal of Operational Research. - 2005. - Vol. 167. - Is. 2. - Pp. 574-587. DOI: 10.1016/j.ejor.2004.04.039.
Шишко В. Б. Надёжность технологического оборудования: учебник / В. Б. Шишко, Н. А. Чиченев. - М.: Изд. дом МИСиС, 2012. - 1990 с.
Дмитриева Т. Л. Оптимальное проектирование пространственной металлической конструкции с использованием ПК ANSYS / Т. Л. Дмитриева, Ле Чан Минь Дат // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2014. - Т. 10. - № 2. - С. 79-84.
Об авторах
Дмитриенко Дмитрий Владимирович - кандидат экономических наук
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
