基于多场耦合能量和熵产分析的矿用双盘式磁力耦合器参数多目标优化
王爽1
郭永存2
李德永3
程刚1
马鑫3
1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南 2320012.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 2320013.安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南 232001
摘要：传统煤矿机电装备的传动装置存在污染性介质、传递效率低、占地体积大、维护费用高、使用寿命短等缺陷,造成故障发生率高,严重影响机械化采、掘、提、运、通、排等工作的安全高效生产.而矿用双盘式磁力耦合器具备高效调速性、适应能力强、运行成本低等优点,是革命性的节能传动装置.电磁-温度-应力耦合能量作用是一个相当复杂的问题,已成为磁力耦合领域的热点课题之一,针对不同工况下矿用双盘式磁力耦合器的安全运行和高效传动问题,提出基于多场耦合和熵产最小化理论的多目标优化方法.基于矿用双盘式磁力耦合器热力学模型,以综合考虑提高传动效率和散热量为优化目标,以输入电机转速、散热翅片个数、散热翅片长度、气隙长度为参数变量,建立了多目标优化模型.为了减少试验成本,采用有限元法获取各参数变量组合对应的散热量和熵产,并通过物理实验验证其有效性.基于四因素三水平的仿真数据,利用改进的高斯回归模型构建预测散热量和熵产,并对比改进模型与其他两种模型的性能,证明了改进模型在精度和响应时间上的优势;采用多目标粒子群算法,以最小熵产和最大散热量为目标,优化得到参数变量的Pareto前沿.物理试验结果验证了该算法的有效性.
关键词：双盘式磁力耦合器多场耦合能量熵产分析多目标优化
分类号：TH133(机械零件及传动装置)
资助基金：国家自然科学基金(51904007)安徽省自然科学基金资助项目(1908085QE227)安徽高校协同创新资助项目(GXXT-2020-60)
论文发表日期：2022-10-28
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：11( 3840-3850 )
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