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OTPA结合NSGA-Ⅱ算法的产品包装系统优化设计
1
作者
陆怡宇
张元标
+1 位作者
杨松平
聂楚昕
《振动与冲击》
北大核心
2025年第1期102-112,共11页
利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,OTPA)方法分析随机振动不同激励谱型、不同振动等级下产品包装系统的振动传递特性,结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行包装系...
利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,OTPA)方法分析随机振动不同激励谱型、不同振动等级下产品包装系统的振动传递特性,结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行包装系统优化设计。试验结果表明:产品关键元件实测振动加速度响应曲线与OTPA方法合成的加速度响应曲线吻合良好,验证了OTPA方法的正确性;通过OTPA方法量化各传递路径的振动贡献量,对比识别出产品包装系统的主要振动传递路径;保持非主要传递路径的缓冲衬垫材料不变,应用NSGA-Ⅱ算法优化产品包装件系统中主要振动传递路径处的缓冲衬垫分配,有效降低了关键元件的加速度响应,减少在振动过程中的能量聚集,促使各传递路径的振动贡献量趋于均衡。实现了以缓冲性能为主导,同时兼顾环保性能与成本的包装系统优化设计,验证了优化方法的有效性,为产品包装系统设计提供参考。
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关键词
随机振动
工况传递路径分析(OTPA)
振动贡献量
非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)
减振优化
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职称材料
随机振动下产品包装系统的传递路径数值仿真与实验研究
被引量：
1
2
作者
陈俊菲
张元标
林聪
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期1633-1646,共14页
针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同,建立产品包装系统模型,通过数值仿真和实验研究产品包装系统的振动传递特性,并探究在限带白噪声谱和ASTM卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利用状态空间法和MATLAB/Simulink...
针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同,建立产品包装系统模型,通过数值仿真和实验研究产品包装系统的振动传递特性,并探究在限带白噪声谱和ASTM卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利用状态空间法和MATLAB/Simulink仿真工具对产品包装系统进行随机振动仿真分析,研究缓冲衬垫材料参数对路径的频响传递函数和产品动态响应的影响。研究结果表明:在产品的四条振动传递路径中,刚度和质量分布大的路径上的频响传递函数和质量块的振动响应更大;产品内部的阻尼参数对各路径的频响传递函数和质量块的加速度响应基本无影响;关键元件上的加速度响应大小介于产品各路径上质量块的加速度响应大小之间;较大的缓冲衬垫阻尼有利于降低关键元件上加速度响应功率谱(PSD)的共振峰大小,较大的缓冲衬垫刚度使关键元件响应PSD共振频率和共振峰值均增大。外部激励谱型、系统的振动传递特性和共振频率附近的激励谱能量对缓冲衬垫的减振效果均有影响。仿真分析和实验研究下的产品包装系统的随机响应规律具有一致性。
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关键词
随机振动
包装工程
数值仿真
刚度
阻尼
功率谱
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职称材料
随机振动下产品包装系统传递路径分析
被引量：
3
3
作者
陈俊菲
张元标
林聪
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期507-516,共10页
实验研究不同激励谱型、不同振动等级、不同缓冲衬垫厚度和不同衬垫分配方式下产品包装系统的振动响应规律,利用工况传递路径分析法(OTPA)量化随机振动下产品包装系统各传递路径的振动贡献量。结果表明:当振动等级较高时,包装件出现轻...
实验研究不同激励谱型、不同振动等级、不同缓冲衬垫厚度和不同衬垫分配方式下产品包装系统的振动响应规律,利用工况传递路径分析法(OTPA)量化随机振动下产品包装系统各传递路径的振动贡献量。结果表明:当振动等级较高时,包装件出现轻微跳动现象,系统振动响应增大,共振频率略微减小;随着缓冲衬垫厚度的增加,系统共振频率减小,不同激励谱下关键元件的加速度响应功率谱密度(PSD)有所差异,振动响应与系统共振频率处的激励能量大小有关,衬垫厚度对各路径的振动贡献量影响较小;衬垫分配方式对关键元件上的响应PSD影响较大,不同衬垫分配方式可调节各传递路径的振动贡献量大小;当缓冲衬垫面积均匀分配时,利用OTPA方法识别出系统的主要振动贡献路径,将其定义为关键振动传递路径,关键元件的响应与关键振动传递路径在共振频率附近的振动贡献量紧密相关,缓冲包装设计应重点关注关键振动传递路径的减振设计。研究结果为进一步研究缓冲包装设计方法提供理论支撑。
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关键词
随机振动
包装系统
功率谱密度
OTPA
振动贡献量
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职称材料
题名
OTPA结合NSGA-Ⅱ算法的产品包装系统优化设计
1
作者
陆怡宇
张元标
杨松平
聂楚昕
机构
暨南大学
包装
工程研究所
暨南大学产品包装与物流重点实验室
暨南大学
珠海市
产品包装
与物流
重点
实验室
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第1期102-112,共11页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(21623419)。
文摘
利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,OTPA)方法分析随机振动不同激励谱型、不同振动等级下产品包装系统的振动传递特性,结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行包装系统优化设计。试验结果表明:产品关键元件实测振动加速度响应曲线与OTPA方法合成的加速度响应曲线吻合良好,验证了OTPA方法的正确性;通过OTPA方法量化各传递路径的振动贡献量,对比识别出产品包装系统的主要振动传递路径;保持非主要传递路径的缓冲衬垫材料不变,应用NSGA-Ⅱ算法优化产品包装件系统中主要振动传递路径处的缓冲衬垫分配,有效降低了关键元件的加速度响应,减少在振动过程中的能量聚集,促使各传递路径的振动贡献量趋于均衡。实现了以缓冲性能为主导,同时兼顾环保性能与成本的包装系统优化设计,验证了优化方法的有效性,为产品包装系统设计提供参考。
关键词
随机振动
工况传递路径分析(OTPA)
振动贡献量
非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)
减振优化
Keywords
random vibration
operating transfer path analysis(OTPA)
vibration contribution
non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)
vibration reduction optimization
分类号
TB485.3 [一般工业技术—包装工程]
O324 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
随机振动下产品包装系统的传递路径数值仿真与实验研究
被引量：
1
2
作者
陈俊菲
张元标
林聪
机构
暨南大学
包装
工程研究所
暨南大学产品包装与物流重点实验室
暨南大学
珠海市
产品包装
与物流
重点
实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期1633-1646,共14页
文摘
针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同,建立产品包装系统模型,通过数值仿真和实验研究产品包装系统的振动传递特性,并探究在限带白噪声谱和ASTM卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利用状态空间法和MATLAB/Simulink仿真工具对产品包装系统进行随机振动仿真分析,研究缓冲衬垫材料参数对路径的频响传递函数和产品动态响应的影响。研究结果表明:在产品的四条振动传递路径中,刚度和质量分布大的路径上的频响传递函数和质量块的振动响应更大;产品内部的阻尼参数对各路径的频响传递函数和质量块的加速度响应基本无影响;关键元件上的加速度响应大小介于产品各路径上质量块的加速度响应大小之间;较大的缓冲衬垫阻尼有利于降低关键元件上加速度响应功率谱(PSD)的共振峰大小,较大的缓冲衬垫刚度使关键元件响应PSD共振频率和共振峰值均增大。外部激励谱型、系统的振动传递特性和共振频率附近的激励谱能量对缓冲衬垫的减振效果均有影响。仿真分析和实验研究下的产品包装系统的随机响应规律具有一致性。
关键词
随机振动
包装工程
数值仿真
刚度
阻尼
功率谱
Keywords
random vibration
packaging engineering
numerical simulation
stiffness
damping
PSD
分类号
O324 [理学—一般力学与力学基础]
TB48 [一般工业技术—包装工程]
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职称材料
题名
随机振动下产品包装系统传递路径分析
被引量：
3
3
作者
陈俊菲
张元标
林聪
机构
暨南大学
包装
工程研究所
暨南大学产品包装与物流重点实验室
暨南大学
珠海市
产品包装
与物流
重点
实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期507-516,共10页
文摘
实验研究不同激励谱型、不同振动等级、不同缓冲衬垫厚度和不同衬垫分配方式下产品包装系统的振动响应规律,利用工况传递路径分析法(OTPA)量化随机振动下产品包装系统各传递路径的振动贡献量。结果表明:当振动等级较高时,包装件出现轻微跳动现象,系统振动响应增大,共振频率略微减小;随着缓冲衬垫厚度的增加,系统共振频率减小,不同激励谱下关键元件的加速度响应功率谱密度(PSD)有所差异,振动响应与系统共振频率处的激励能量大小有关,衬垫厚度对各路径的振动贡献量影响较小;衬垫分配方式对关键元件上的响应PSD影响较大,不同衬垫分配方式可调节各传递路径的振动贡献量大小;当缓冲衬垫面积均匀分配时,利用OTPA方法识别出系统的主要振动贡献路径,将其定义为关键振动传递路径,关键元件的响应与关键振动传递路径在共振频率附近的振动贡献量紧密相关,缓冲包装设计应重点关注关键振动传递路径的减振设计。研究结果为进一步研究缓冲包装设计方法提供理论支撑。
关键词
随机振动
包装系统
功率谱密度
OTPA
振动贡献量
Keywords
random vibration
packaging system
PSD
OTPA
vibration contribution
分类号
O324 [理学—一般力学与力学基础]
TB485.3 [一般工业技术—包装工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
OTPA结合NSGA-Ⅱ算法的产品包装系统优化设计
陆怡宇
张元标
杨松平
聂楚昕
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
随机振动下产品包装系统的传递路径数值仿真与实验研究
陈俊菲
张元标
林聪
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
随机振动下产品包装系统传递路径分析
陈俊菲
张元标
林聪
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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