金属波纹管结构的协同优化设计方法

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金属波纹管作为减震元件、补偿元件、密封元件及管路连接件，在日常生活中得到了广泛应用。

由于经受循环载荷作用，其结构设计既要保证部件具备-定的位移补偿来满足工程应用的需要；同时需要兼顾强度、刚度、疲劳寿命及稳定性等性能约束；而在相同的材料和结构设计情况下，成形工艺成为影响金属波纹管性能的主要因素，是其结构设计需要考虑的必备条件，所以金属波纹管结构设计是典型的多目标协同优化设计问题。

在以往的工艺过程中，以分析设计为准则的校核式设计 卫 往往需要凭借人为经验反复运算才能得到-个满意的设计结果，周期长，工作量大；而单单以成形态金属波纹管性能参数为对象的设计方法口.4 或以成形工艺性能为对象的优化分析 ，都很难同时兼顾到成形工艺性最优和目标最优的要求。在实际应用中，特别在大直径金属波纹管设计过程中，人们更希望获得兼顾重量 (成本)和位移补偿量的-组最优解，然后在两者之间做出平衡，选出自身满意的结构参数。

廖小平、阮婷等。 基于高斯代理模型和多目标进化算法对注塑成型工艺参数进行优化，获得了真实的非优劣解集～成型工艺优化引入产品结构设计的协同优化方法是-个创新的设计过程 ，夏薇、张盛华等 对注射成型工艺进行了基于高斯过程的参数关联性分析，将高斯过程与模糊控制相结合，提出了高斯模糊式协同控制方法，实现了对注塑成型工艺参数的协同控制。

从对金属波纹管成形工艺优化和目标优化分析入手，提出了金属波纹管的协同设计方法，基于成形工艺分析对结构优化的各目标函数进行约束和限制，采用改进型多目标粒子群优化方法对其结构参数进行多目标优化得到优化解集，最后再进行基于成形工艺分析的优选，以期获得金属波纹管结构设计的满意优化参数组。

1 金属波纹管液压成形工艺优化传统的液压成形工艺设计包括坯料长度计算、成形压力设计、变薄量控制、成形模具设计等方面。其中，成形模具设计变量多，各部位的几何尺寸、形位公差等参数需要经过长期实践经验来调整，目前的生产工艺普遍采用已有符合国