基于响应面法的螺栓预紧力压电振动传感器结构多目标优化设计
谢蓉1
宋坤1
冉运蒸1
鲁罗平1
张吉庆2
梁会军1
廖红华1
1.湖北民族大学 智能科学与工程学院,湖北 恩施 4450002.国网湖北省电力有限公司恩施供电公司,湖北 恩施 445000
摘要：为优化用于螺栓预紧力监测的压电式振动传感器结构参数,增大输出响应并优化其动态性能,提出以压电片最大等效应变、10 Hz 传感器固有频率和传感器最小质量为优化目标,将响应面法(response surface methodology,RSM)与多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)相结合的设计方法.选取质量块厚度、悬臂梁和压电片的长度、宽度和厚度作为设计要素,采用最佳空间填充设计实验方案,构建标准响应面模型,并基于MOGA得到传感器的最佳结构参数组合,最后根据优化结果进行数值模拟验证.结果表明:优化后的悬臂梁和压电片结构尺寸分别为 100.0mm×45.0mm×0.7 mm、45.0mm×18.0mm×0.7 mm,质量块厚度为 15.0 mm,传感器结构谐振频率减小为9.49 Hz,输出响应增大了 6.39%.该优化设计可用于螺栓预紧力的监测.
关键词：螺栓松动压电振动传感器响应面法多目标优化设计数值模拟
分类号：TH136(机械零件及传动装置)
资助基金：国家自然科学基金(62163013)湖北民族大学研究生教育创新项目(MYK2023075)
论文发表日期：2024-03-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 92-96 )
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