【摘 要】
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船用螺旋桨作为船舶最主要的推进装置在船舶设计制造中占据重要位置,随着船舶工业的飞速发展,对螺旋桨的功能提出更高要求,在此背景下对船用螺旋桨的设计、工艺参数进行优化成为重要课题。本文通过质量功能展开（QFD）方法对船用螺旋桨的技术特性重要度进行排序,并以此确定设计参数优化的主要目标,通过建立数学模型、响应面法对船用螺旋桨设计参数、工艺参数分别进行优化。在进行船用螺旋桨设计参数优化之前通过QFD技术通
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船用螺旋桨作为船舶最主要的推进装置在船舶设计制造中占据重要位置,随着船舶工业的飞速发展,对螺旋桨的功能提出更高要求,在此背景下对船用螺旋桨的设计、工艺参数进行优化成为重要课题。本文通过质量功能展开（QFD）方法对船用螺旋桨的技术特性重要度进行排序,并以此确定设计参数优化的主要目标,通过建立数学模型、响应面法对船用螺旋桨设计参数、工艺参数分别进行优化。在进行船用螺旋桨设计参数优化之前通过QFD技术通过质量屋模型建立将推进效率和空泡面积确定为主要优化目标。通过BP-NSGA-II和RBF-NSGA-II两种智能参数优化方法对船用螺旋桨的设计参数分别进行优化,通过对比得到最优参数组合和最佳优化方法。进行BP-NSGA-II智能参数优化方法时需对BP代理模型和NSGA-II遗传算法进行综合分析和应用。通过全因子法进行试验得到若干组数据,再通过MATLAB平台进行数据处理与分析。在分析过程中先通过部分数据得到相应模型再对其余数据进行测试,最后通过NSGA-II遗传算法进行寻优,得到最优解。RBF-NSGA-II智能参数优化方法与之同理,是将RBF代理模型与NSGA-II遗传算法进行综合运用。在两种方法分别得到最优解组合后,进行验证和对比,确定RBF-NSGA-Ⅱ方法得到的组合结果可靠性更高。在进行船用螺旋桨工艺参数优化时通过响应面法设计实验方案对切削力和表面粗糙度进行数学模型构建、响应面分析、残差概率图检验、复合项影响关系分析和3D曲面图分析,从而选择最优的切削参数组合:切削深度为0.60 mm,切削速度为1956.73 r/min,进给量为0.10mm/r,此时切削力为122.596N,表面粗糙度为0.999μm。
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