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基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法
被引量：
1
1
作者
杨文
叶帅
+2 位作者
姚齐水
余江鸿
胡美娟
《机电工程》
北大核心
2025年第2期226-236,共11页
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出...
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。
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关键词
高速球轴承结构设计
多目标粒子群-遗传混合算法
改进非支配排序遗传算法
优化
设计
目标函数
层次分析法
6206型深沟
球轴承
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职称材料
题名
基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法
被引量：
1
1
作者
杨文
叶帅
姚齐水
余江鸿
胡美娟
机构
湖南铁道职业技术学院智能制造学院
高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室
湖南工业大学机械工程学院
株洲联诚集团控股股份有限公司
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期226-236,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51175168)
湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ60069)
湖南省教育厅优秀青年项目(21B0897)。
文摘
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。
关键词
高速球轴承结构设计
多目标粒子群-遗传混合算法
改进非支配排序遗传算法
优化
设计
目标函数
层次分析法
6206型深沟
球轴承
Keywords
structural design of high-speed ball bearing
multi-objective particle swarm optimization genetic hybrid algorithm(MOPSO-GA)
improved non dominated sorting genetic algorithm(NSGA-II)
optimal design objective function
analytic hierarchy process
6206 deep groove ball bearing
分类号
TH133.33 [机械工程—机械制造及自动化]
U469.7 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法
杨文
叶帅
姚齐水
余江鸿
胡美娟
《机电工程》
北大核心
2025
1
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职称材料
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参考文献
引证文献
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