基于Matlab的压力控制论文,基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文

基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文

螺栓作为一种机械静连接件，广泛应用于各种机械设备、仪器仪表和日常生活器具中。螺栓组连接的设计计算，主要根据被连接机械设备的载荷大小、功能要求和结构特点，确定螺栓组的个数和布置方式。螺栓组连接的优化设计，可以在保证机械设备的可靠性和提高寿命的前提下，追求经济成本的最小化。

1 螺栓单价与直径的关系

选择常用材料 35 钢、长度 50 mm 的六角头半精制螺栓，其单价 C 与直径 d 的线性函数关系如图 1 所示。将图 1 的线性函数拟合为一维线性方程，则常数为 k1=0.0205、k2=0.1518。

2 建立数学模型

式中：系数 1.3 为考虑紧螺栓联接时处于拉伸和扭转复合应力状态，对于公称直径 d=10～68 mm 的钢制螺栓，按照塑性材料的第四强度理论分析，螺纹拧紧时产生的扭转剪应力，表现在数值上将轴向拉应力增大 30%;对于材料35 钢的半精制螺栓许用应力[σ]=σs/S，其中屈服极限 σs=300 MPa，安装时控制预紧力时取安全系数 S=1.4;d1为螺栓小径，粗牙螺栓小径与公称直径 d 的关系是 d1=0.85d;单个螺栓的工作载荷21π4DQ pn? ，p 为螺栓所受压强;Q0'为剩余预紧力，即 Q0'=1.8Q。

3 设计实例

某压力容器内部气体压强 p=1.5 MPa，容器内径 D1=250 mm，螺栓组中心圆直径 D2=346 mm，要求剩余预紧力是工作载荷的' 1.8 倍(即 Q0'=1.8Q)，螺栓间距 t≤120 mm，安装时控制预紧力，用衬垫密封，如图 2 所示。试设计成本最低的螺栓组联接方案。

采用 Matlab求解约束极小值的优化工具箱函数 fmincon 求解。在主程序中输入有关数据：设计变量 x(1)为螺栓直径 d、x(2)为螺栓个数 n、初始点 x(0)=(14,12)T和设计变量边界条件，编制关于目标函数表达式函数文件和三个非线性不等式约束(性能约束)函数表达式函数文件。

4 结束语

本文对螺栓单价与直径的关系进行分析，得出其线性函数，基于 Matlab 建立螺栓组成本的目标函数，并考虑密封要求、安装要求、强度条件的三维非线性不等式约束函数，利用Matlab 求解约束极小值的优化工具箱函数fmincon，求解得到螺栓直径和个数的离散最优解，螺栓直径 d=12 mm、个数 n=16。

由实例可看出，利用 MATLAB 求解最优化问题具有编程简单、精度高、速度快等优点，提高了设计精度与效率，对于压力容器螺栓组联接的设计是一种行之有效的优化设计方法。

【基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文】相关文章：

基于Matlab的压力控制论文,基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文相关推荐

多智能体系统MASs，编队控制，自适应理论，基于干扰观测器的控制DOBC，Matlab数值仿真实验
61.多智能体系统MASs,编队控制,自适应理论,基于干扰观测器的控制DOBC,Matlab数值仿真实验 ID:561999679279244881
matlab的spwm控制系统仿真,基于MATLAB的SPWM控制系统仿真
第1卷第2期华北科技学院学报 ① 2004年6月基于MATLAB的SPWM控制系统仿真梁巍②,马可 (华北科技学院电子信息工程系,北京东燕郊 101601) 摘要:采用MATLAB软件包 ...
matlab仿真与控制应用,控制系统MATLAB仿真与应用
控制系统MATLAB仿真与应用下载 mobi epub pdf ☆☆☆☆☆ 刘剑袁帅张凤等编著著下载链接在页面底部发表于2021-03-16 类似图书点击查看全场最低价图书介绍出版 ...
【设计方案分享】基于单片机温度监测监控报警系统设计-基于单片机钞票自动智能识别系统设计-基于单片机乒乓球游戏机控制系统设计-基于单片机温度监测监控报警系统设计-基于单片机矩阵键盘的电子密码锁设计
820基于单片机温度监测监控报警系统设计-设计资料温度监测器功能描述: 1.主控芯片用的是51单片机(STC89C51). 2.使用温度传感器DS18b20采集温度. 3.用1602液晶显示显示温度 ...
基于单片机乒乓球游戏机控制系统设计-基于单片机矩阵键盘的电子密码锁设计-基于单片机温度监测监控报警系统设计-基于单片机钞票自动智能识别系统设计-设计资料【转发分享】
819基于单片机乒乓球游戏机控制系统设计-设计资料下载乒乓球游戏机设计任务为: (1)使用乒乓游戏机的甲乙双方各在不同的位置发球或击球. (2)乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点燃的方向决定,球移 ...
【分享】基于单片机嵌入式的家用智能节水淋浴控制器的设计-基于单片机的电子贺卡控制系统设计-基于单片机的倒计时牌控制系统设计-基于单片机的彩灯控制器系统设计-多模式彩灯-单片机的八路路数字电压表控制设计
1334基于单片机嵌入式的家用智能节水淋浴控制器的设计-全套毕设课设设计资料三个ds18b20分别采集进水口热水冷水和温水的水温,然后分别显示出来,按下开始按键,系统初始化,自动设置出水温度为 ...
手机能否用matlab,用手机控制你的Matlab(简单易用)
用手机控制你的Matlab(简单易用) 一.准备: 1.电脑要有无线网卡,本人用的是笔记本: 2.手机装上matlab手机版,作为客户端: http://www.doczj.com/doc/1e029 ...
基于8086简易电子琴系统仿真设计-基于8086红外自动门控制系统设计-基于单片机8x8矩阵键盘两机串口通信-基于单片机8层电梯控制系统仿真设计-基于单片机ADC0809和DAC0832模数和数模设计
1189基于8086简易电子琴系统仿真设计-设计资料编写一实现电子琴的程序,并实现若干扩展功能. 基本功能:用键盘输入对应的七个音阶,通过实验箱的喇叭发出声音,并通过七段数码管显示输入音阶: 扩展功 ...
matlab数字pid控制仿真程序,基于MATLAB的数字PID控制器设计及仿真分析
基于MATLAB的数字PID控制器设计及仿真分析基于基于MATLABMATLAB的数字的数字PIDPID控制器设计及仿真分析控制器设计及仿真分析摘摘要要 PID控制作为历史最为悠久,生命力最强的 ...

基于Matlab的压力控制论文,基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文

基于Matlab的压力控制论文,基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文相关推荐

最新文章

热门文章