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基于改进粒子群算法的燃油电磁阀弹簧多目标优化设计

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弹簧是燃油电磁阀中重要的零组件,通常安装于衔铁与挡铁或活门与活门座之间,控制电磁阀的启动与闭合,其性能直接影响燃油电磁阀的正常工作.随着中国航空发动机事业的飞速发展,对阀类产品的技术要求也越来越高,高性能,轻量化已成为了主要的发展方向.因此,在对弹簧等关键零组件进行设计时,需多方面、多指标考虑,以满足产品的设计需求.而目前弹簧常用设计方式是通过弹簧力来对弹簧各参数进行设计,需多次试算直至满足要求,计算效率不高且存在一定的局限性.本文将弹簧设计问题转化为多目标优化问题,将弹簧力F,弹簧质量m,自振频率fn作为优化目标函数,将弹簧丝径d、弹簧中径D、工作圈数n、自由高度L、支撑圈数nz作为优化目标.采用改进粒子群算法,通过计算当前各指标数据与最优值之间的距离,实现对当前方案的评价.并与基本粒子群算法进行对比,验证了改进算法的可行性.研究结构表明,改进粒子群算法迭代曲线在30代左右结果趋于稳定,其计算结果可行,能够满足燃油电磁阀弹簧设计的需求.改进后的离子群算法较传统粒子群算法收敛速度更快,计算结果更加精确,更好的实现对弹簧的设计计算,可作为一个解决燃油电磁阀弹簧设计的有效工具,具有良好的工程应用前景.

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