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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
等静压设备是高温粉末冶金、复合材料、高强石墨炭素等先进成型技术和先进材料研制领域的关键设备，近20年在国际上需求日益增加并得到迅速推广。为了实现大吨位小台面操作、增强压制能力、延长使用寿命，等静压设备的机架和工作缸均采用了先进的预应力钢丝缠绕结构，该结构具有承载能力大、疲劳强度高、安全无爆炸危险等优点。然而，由于大型等静压设备结构庞大、材料性能不均匀、物理验证手段落后，且预应力钢丝缠绕结构设计复杂、经验性强、可靠性要求高，迄今为止存在设计效率低、知识和经验的重用和共享性差、超大型结构设计理论不完善和智能设计手段匮乏等题目。本文面向等静压设备，深入研究了预应力钢丝缠绕结构的关键技术及其智能设计系统，突破了超大型等静压设备预应力钢丝缠绕结构的设计难点，基于知识工程提出一种支持预应力结构设计进程的智能设计技术。针对超大型芯筒结构的失稳、多机架变形协调、关键参数选择、优化设计、方案评价与优选、知识驱动设计等方面，文中提出若干新思路、新方法，对于解决预应力结构的智能设计理论与工程实现中的瓶颈题目，具有重要的科学理论意义和学术价值。并且对于其它采用预应力钢丝缠绕结构的大型设备的设计和制造具有同样的工程指导意义。其主要研究内容如下：运用产品设计的过程模型认知等静压设备的设计活动和进程特点，提出了一种面向等静压装备关键系统设计进程的智能设计集成模型。该模型集多方案生成、多模型并行评价、知识发现与方案辅助分析、最终方案输出等4个子系统为一体，以实例推理、评估决策、知识发现等先进人工智能技术为支持，形成了开放的集成化设计环境。深入探讨了已有的等张力钢丝缠绕结构失稳理论与公式，分析了缠绕过程中不失稳的极限压力、芯筒预紧完毕外压对失稳的影响并定义了其数学描述，提出了一种新的等剪应力钢丝缠绕失稳校核公式。结合实际测量数据，验证了所提公式的可靠性和芯筒实际预紧外压公式的正确性。通过预应力钢丝无刚性连接多叠合机架的非线性受力、变形分析，首次提出了多叠合机架变形协调设计方法，该设计方法给出了基于多机架非线性受力的均匀再分配假设，依据变形协调假设推导出两个变形协调方程；在此基础上制订了多机架变形协调设计规范。同时研究了多机架结构的数值模拟技术，基于变形协调理论和数值模拟技术，实现了目前我国最大规格的907MN设备的三机架结构设计。针对方案创建中的关键设计参数选择困难题目，采用了基于实例推理的优化选择方法，以最为关键的密封位置选择和预紧系数的优化为对象进行研究。探究了载荷沿全长非均匀分布的预应力缸体轴向弯曲变形下的密封题目及选取特点，提出了一种基于位索引的CBR分级检索模型，实现了密封位置的快速设计。从最佳设计角度分析了内径、内压、轴向承载力等因素对预紧系数选择的影响，结合GA算法率先提出了基于实例改写的CBR模型，经验证模型的改写策略是可行的，能有效选择预紧系数值，指导实际设计。鉴于传统设计结构粗笨，吨位重，成本高，安装、运输不便，针对多工况下预应力自增强缸体结构和变刚度预应力机架设计等复杂题目，提出了预应力钢丝缠绕结构的优化设计方法，分别定义了基于等剪应力缠绕的预应力大型缸体结构轻量化设计模型和基于变张力缠绕的预应力大型机架结构的成本最优模型。模型以预应力钢丝缠绕方法、强度和稳定性理论为基础，利用多岛遗传算法进行优化求解。针对多工况下高可靠性预应力工作缸设计方案的多属性决策题目，提出了基于预应力钢丝缠绕工作缸设计方案的多模型并行评价方法。该模型以模糊相似优先比法、灰色关联分析法和ART神经网络法等不同的决策理论为基础，采用基于熵值法—层次分析法的组合权重确定方法，成功地解决了预应力钢丝缠绕工作缸方案的评价。针对预应力结构数值模拟技术局限于评价设计可行性和预测缺陷、造成大量潜在的有用知识流失的题目，提出了一种基于数值模拟的知识驱动设计方法。研究了知识发现的实现策略，运用k-means聚类分析技术处理了不同状态下设计缺陷类型和产生位置的模拟结果集，借助BP神经网络技术建立了基于缺陷分析的知识发现模型，并进行参数修正值的量化处理。通过实际算例，验证了该方法的有效性。在理论研究的基础上，作者以面向对象编程软件Visual C++.Net为开发工具，开发了一套大型等静压装备预应力结构的KBE设计系统（CXES）。进行了有限元仿真分析软件MSC.Marc 2007、CAD造型软件SolidEdge V19等的二次开发，实现了CAD/CAE /PDM/ES系统的无缝集成。经应用，该系统运行情况良好，可以有效提高设计水平和设计效率。结果表明取得的研究成果具有良好的应用前景。 |
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发表于 2024-2-5 22:27:29
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