(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111369742.8 (22)申请日 2021.11.16 (71)申请人 福建工程学院 地址 350000 福建省福州市大 学新区学府 南路33号 (72)发明人 王乾廷　程龙　李浩宇　凌静秀　 (74)专利代理 机构 福州君诚知识产权代理有限 公司 35211 专利代理师 张耀 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 111/06(2020.01)G06F 119/14(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种运用多目标遗传算法优化卸胎机法兰 盘结构的方法 (57)摘要 本发明公开一种运用多目标遗传算法优化 卸胎机法兰盘结构 的方法， 结合动力学、 有限元 等数值分析平台， 运用智能算法对卸胎机法兰盘 的尺寸参数进行了优化， 并使用screening法多 目标优化结果进行了对比， 得出法兰盘的最优结 构。 本发明的目的是填补目前巨型卸胎机法兰盘 研究的空白。 第二点， 运用动力学、 有限元等数值 分析平台， 结合智 能算法， 提供一种法兰盘结构 优化的方法， 同时使用不同的方法进行对比验 证， 使优化结果更具可信度。 第三点， 运用智能算 法对法兰进行结构优化， 以降低质量， 延长使用 寿命为目标， 得到最优的法兰盘结构。 权利要求书1页 说明书5页 附图9页 CN 114492155 A 2022.05.13 CN 114492155 A 1.一种运用多目标遗传算法优化卸胎机法兰盘结构的方法， 其特征在于： 其包括以下 步骤： 1） 建立整体卸胎机的虚拟样机， 根据实际工况进行仿真， 获得定环回转处连接法兰盘 的载荷时间历程； 2） 建立法兰盘的三维模型， 将法兰盘的三维模型导入Ansys， 设置法兰盘材料参数根据 不同工况分别对三维模型施加单位载荷， 获得不同工况单位载荷下 的应力结果， 根据不同 工况下的应力云图结合各方向的动载荷谱， 运用准静态法将力载荷谱转换成应力历程谱； 运用Ansys  nCode疲劳 分析软件结合应力历程数据预测法兰盘的使用寿命； 3） 改变法兰盘的尺寸， 在不同尺寸下对法兰盘寿命进行仿真预测； 4） 将上述仿真预测的法兰盘寿命与各尺寸参数作为Bp神经网络的训练与测试数据， 运 用matlab构建B p神经网络寿命预测模型； 5） 在完成优化的神经网络的基础上， 使用多目标遗传算法对法兰盘的结构参数进行优 化， 将尺寸参数作为个体， 神经网络对不同尺寸下预测的法兰盘寿命与质量作为目标函数， 使得法兰盘在最优参数 下寿命最长， 质量 最小； 6） 运用Ansys中的直接优化法进行多目标优化， 得到最优尺寸， 得出法兰最优结构， 建 立法兰盘最优结构的三维模型。 2.根据权利要求1所述的一种运用多目标遗传算法优化卸胎机法兰盘结构的方法， 其 特征在于： 步骤4） 中， 以权值与阈值作为个体， 预测值与仿 真值的误差平方和的倒数作为适 应度函数， 个体的适应度越大， 个体值越优， 以使适应度最大的个体为最优个体对神经网络 的权值与阈值进行优化， 以提高神经网络预测的准确度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114492155 A 2一种运用多目标遗传算法优化卸胎机 法兰盘结构的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及卸胎机法兰盘结构优化领域， 尤其涉及一种运用多目标遗传算法优化 卸胎机法兰盘结构的方法。 背景技术 [0002]随着我国大型矿用机械 的迅速发展， 大型矿用机械轮胎的产量也不断提高。 本发 明涉及的卸 胎机是一种专门用于特定矿用轮胎的机械装置， 卸载运输对象重达6吨。 在轮胎 生产过程中， 需用卸胎机将轮胎夹紧， 并进行90 °的翻转。 在翻转过程中， 因轮胎巨大的重量 引起的巨大惯性力与碰撞， 都会导致系统产生 强烈振动， 法兰盘作为卸 胎机上的连接件， 负 责连接驱动装置与整个卸胎装置。 除了承受驱动装置带来的翻转扭矩与卸胎系统的重量 外， 还需承受卸 胎机与轮胎接触与翻转过程中所产生的随机载荷， 整体受力情况较为复杂。 不合理的法兰结构设计往往使法兰的受力不合理， 降低其使用寿命， 因此合理的结构设计 对于充分发挥法兰材 料的力学性能， 提高其 疲劳强度十分重要。 发明内容 [0003]为克服现有技术中的不足， 本发明的目的在于提供一种运用多目标遗传算法优化 卸胎机法兰盘结构的方法， 使法兰盘的结构受力更为合理， 寿命使用年限更长， 同时得出最 优的法兰盘结构。 [0004]为实现上述目的， 本发明采用以下技 术方案： [0005]一种运用多目标遗传算法优化卸胎机法兰盘结构的方法， 其特征在于： 其包括以 下步骤： [0006]1)建立整体卸胎机的虚拟样机， 根据实际工况进行仿真， 获得定环回转处连接法 兰盘的载荷时间历程； [0007]2)建立法兰盘的三维模型， 将法兰盘的三维模型导入Ansys， 设置法兰盘材料参数 根据不同工况分别对三维模型施加单位载荷， 获得不同工况单位载荷下 的应力结果， 根据 不同工况下的应力云图结合各方向的动载荷谱， 运用准静态法将力载荷谱转换成应力历程 谱； 运用Ansys  nCode疲劳 分析软件结合应力历程数据预测法兰盘的使用寿命； [0008]3)改变法兰盘的尺寸， 在不同尺寸下对法兰盘寿命进行仿真预测； [0009]4)将上述仿真预测的法兰盘寿命结构与各尺寸参数作为Bp神经网络 的训练与测 试数据， 运用matlab构建B p神经网络寿命预测模型； [0010]5)在完成优化的神经网络的基础上， 使用多目标遗传算法对法兰盘的结构参数进 行优化， 将尺寸参数作为个体， 神经网络对不同尺寸下预测的法兰盘寿命与质量作为 目标 函数， 使得法兰盘在最优参数 下寿命最长， 质量 最小； [0011]6)运用Ansys中的直接优化法进行多目标优化， 得到最优尺寸， 得出法兰最优结 构， 建立法兰盘最优结构的三维模型。 [0012]进一步的， 步骤4)中， 以权值与阈值作为个体， 预测值与仿真值的误差平方和的倒说　明　书 1/5 页 3 CN 114492155 A 3