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本文介紹了使用AI神經網絡進行旋轉機械葉片設計、仿真和優(yōu)化的方法。通過建立神經網絡模型，實現了對葉片性能的準確預測和優(yōu)化。本文的研究結果表明，AI神經網絡能夠有效地應用于旋轉機械葉片的設計、仿真和優(yōu)化過程，并可提高葉片的性能和效率。旋轉機械葉片是各種動力設備的關鍵部件，如航空發(fā)動機、燃氣輪機、壓縮機等。這些設備的性能和效率往往受到旋轉機械葉片的設計和性能的影響。

本案例主要介紹了基于Ansys專門優(yōu)化軟件optiSLang、旋轉機械氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical對某軸流風扇葉片進行參數化優(yōu)化的過程；優(yōu)化目標為在固定轉速和背壓條件下，盡可能增大風扇流量并保證風扇的最大應力不超過限定值。

電磁鐵是一種利用電磁力作機械功從而將電能轉換為機械能的電磁式電器，不僅廣泛運用在遠距離操縱機械裝置上，也是很多電磁電器的基本組成部件。電磁鐵的參數隨不同應用場合而改變，為保證其可靠動作，改善功率密度，優(yōu)化結構參數的設計非常重要。 由于渦流、磁滯以及磁飽和等非線性因素，電磁機構的設計優(yōu)化具有一定的復雜性。

摘 要：機械手是能夠實現自動化定位控制的多功能機器，在國內外工業(yè)自動化控制領域中占據主要地位。使用模塊化和優(yōu)化設計 理論實現自動裝卸機械結構的設計，利用 ANSYS 軟件進行校核，使用 SolidWorks 軟件實現運動過程仿真。仿真結果表明，該設計能 夠滿足機械運動需求，可降低裝卸成本，提高裝卸工作效率。

PART.02 基于AI/ML的結構隔聲量優(yōu)化 在實際的工程項目設計中，對結構隔聲量有性能要求，同時還要滿足一些外部的約束，例如整體結構質量限制等，因此要求工程師進行設計優(yōu)化，以滿足產品要求。傳統(tǒng)的優(yōu)化工具一般需要結合仿真軟件一起使用，在每個優(yōu)化迭代步調用仿真軟件，求解新參數下的系統(tǒng)響應（這里為隔聲量），所以需要很長時間才能得到優(yōu)化設計參數。

優(yōu)化設計需要滿足的一組設計標準包括設計和非設計空間、連接點、材料特性和結構載荷規(guī)范。標準拓撲優(yōu)化軟件追求質量減輕或剛度增加等優(yōu)化目標，但MSC Apex Generative Design在創(chuàng)建最佳輕量化設計的同時使用了明確定義的最大應力目標。在優(yōu)化過程中，從設計空間中刪除不重要的元素，從而在每次迭代中都能得到幾何外形和機械性能良好的幾何形狀。

圖1　床身結構優(yōu)化分析圖 2、結語 課題組提出了螺桿專用的數控銑床機械結構系統(tǒng)優(yōu)化設計理論及其配套系統(tǒng)結構的設計是實現集成型旋銑機床全自動加工的決定因素，其設計的合理性將直接影響旋銑裝備的加工性能、生產效率和加工精度，是解決現有電機軸螺桿旋銑設 備生產工藝周期長、加工穩(wěn)定性差、集成度低等問題的關鍵。

PART.02基于AI/ML的結構隔聲量優(yōu)化在實際的工程項目設計中，對結構隔聲量有性能要求，同時還要滿足一些外部的約束，例如整體結構質量限制等，因此要求工程師進行設計優(yōu)化，以滿足產品要求。傳統(tǒng)的優(yōu)化工具一般需要結合仿真軟件一起使用，在每個優(yōu)化迭代步調用仿真軟件，求解新參數下的系統(tǒng)響應（這里為隔聲量），所以需要很長時間才能得到優(yōu)化設計參數。

隨著計算機的發(fā)展，結構優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據設計變量的類型不同，結構優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結構形狀優(yōu)化，進而發(fā)展到更高層次的拓撲優(yōu)化。優(yōu)化算法也由簡單的準則法發(fā)展到數學規(guī)劃法，進而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優(yōu)化方法。

采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結構設計優(yōu)化點。通過NX Nastran仿真對顯微鏡支架結構建模進行驗證，對顯微鏡支架部件結構強度和剛度進行校核，判斷結構設計的可靠性。依據仿真結果對顯微鏡支架的優(yōu)化表明，優(yōu)化后最大綜合應力減小3.403，最大應變位移減小0.078。在滿足結構穩(wěn)定性的前提下，優(yōu)化后支架質量減少8.5%，滿足輕量化設計需求。

二、求解設置根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區(qū)域計算模型，本次瞬態(tài)計算選擇了網格區(qū)域移動的滑移網格法，仿真的模擬時間為10s，相關設置如下。三、仿真結果迭代完成之后仿真云圖如下所示。

圖4 揉捻蓋上的作用力變化曲線圖 圖5 壓力傳感器的結構類型3.2 壓力傳感器結構安裝設計在揉捻過程中，揉捻蓋由于受到茶葉的摩擦力作用而發(fā)生旋轉，便于茶葉揉捻到頂部能自由掉落，并且有一定角度的傾斜，讓茶葉揉捻時，有一定的緩沖空間，不至于被“揉死”。

隨著計算機的發(fā)展，結構優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據設計變量的類型不同，結構優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結構形狀優(yōu)化，進而發(fā)展到更高層次的拓撲優(yōu)化。優(yōu)化算法也由簡單的準則法發(fā)展到數學規(guī)劃法，進而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優(yōu)化方法。

此APP適用于設計工程師、結構仿真工程師。通過簡潔友好的輸入參數界面，用戶可以對幾何模型參數化定義，快速生成不同容器內徑、外徑及封頭外徑等尺寸，同時也可以設置不同的材料參數及載荷參數，一鍵計算得到壓力容器結構應力云圖及位移云圖，快速指導設計人員進行結構設計與優(yōu)化。

求解設置根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區(qū)域計算模型，本次穩(wěn)態(tài)計算選擇了網格靜止不動的MRF旋轉坐標系法，計算迭代步數400步，相關設置如下。

隨著計算機的發(fā)展，結構優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據設計變量的類型不同，結構優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結構形狀優(yōu)化，進而發(fā)展到更高層次的拓撲優(yōu)化。優(yōu)化算法也由簡單的準則法發(fā)展到數學規(guī)劃法，進而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優(yōu)化方法。

,選用葉輪單流道進行性能仿真,流體部分總共分為3個域,分別為進口、葉輪及出口,進口和出口為靜止域,葉輪為旋轉域。

、仿真、優(yōu)化、數據管理于一體的現代化設計平臺。