论文部分内容阅读
排样问题,是一种寻找二维平面上最优布局的数学问题,是一种研究提高材料利用率的方法的问题。在生活中方方面面都有它的身影,研究它就很有意义。
本文在对现有的排样算法的深入研究的基础上,进行了一些细节上的改进,运用启发式优化算法解决平面钢构件的排样问题。最后以排样计算和图形优化算法为技术基础,开发了一套钢构件排样优化系统软件。全文共六章,章节安排如下:
第一章,首先论述了关于二维钢构件的计算机辅助自动排样的研究背景与意义。并对二维排样问题的数学模型的文字表述、分类方法、切割方式,以及研究现状等进行了相关介绍。
第二章,对钢构件零件排样前的预处理中的一些问题进行阐述,比如零件图形在计算机中的表示,包络矩形的研究,多边形的面积的求解,多边形的几何变换(如旋转、缩放等)等。其中对圆弧的多边形逼近进行了较为详尽的推导。
第三章,对矩形排样算法展开讨论。着重介绍针对正交切割的最低水平线法和针对一刀切割的剩余矩形匹配法,以及针对大矩形条料的接料算法。并分别构造算例验证算法的有效性。
第四章,对不规则排样算法展开讨论。主要介绍冲裁件顶点法、混合联排法、等距平行线扫描法。其中,冲裁件算法主要适用于单种类多数量的情况下,四种冲裁法排样结果的好坏和零件的形状的一些特点有很大的直接关系。混合联排法是在冲裁件顶点法的基础上结合矩形排样中的最低水平线法的思想来实现的。而单个零件则采用零件最小包络矩形法来排放。等距平行线扫描法可以很方便摆放任何零件,尤其小零件填充大零件内部空洞。最后并分别构造算例验证算法的有效性。
第五章,在排样算法中引入遗传算法的思想。主要介绍混合遗传退火算法的原理及实现流程,将遗传算法的全局并行处理和模拟退火算法的局部寻优的能力结合起来,把各自的缺点用对方的优点来弥补。在矩形件排样和不规则件排样中分别引入它的思想来随机生成次序、角度等,迭代寻找最优解。并构造算例验证算法的有效性,与没有使用遗传算法时的结果进行比较。
第六章,以排样算法和图形优化算法为基础,在编程开发平台VC++.NET上开发二维钢构件排样优化系统软件。较为详细的介绍系统的功能和模块设计,并展示了系统的操作流程与主要界面。
最后,对本文的主要研究内容进行了总体的概括,最后并给出了一些不足之处和有待以后完善问题。