Vol.24 No.4 赵文清：湿式多盘制动器的模拟退火算法优化设计 417 表1优化后尺寸与原结构尺寸的比较 量减少了16%、总容积减少了8%；经优化设计 Table I The comparison of optimum effect 的湿式多盘制动器的制造成本减少了17% 序号 名称 优化后 原结构 (2)将模拟退火算法应用于湿式多盘制动器 壳体外径/mm 268 278 零部件的整体设计是可行且有效的，由于模拟 壳体宽度/mm 163.2 164 壳体左侧厚度/mm 9 退火算法不受初始解的影响，对设计变量性质 23 4 无要求，离散变量或连续变量、离散与连续混合 前部壳体内径mm 236.5 233 壳体右侧厚度mm 27 31 变量均可，而且能收敛到全局最优解，这是其他 6 后部壳体内径mm 243 240.5 优化算法所无法比拟的 7 壳体后部厚度/mm 62.6 63 (3)算例程序运行表明，模拟退火算法的主 摩擦盘个数/个 2 2 要不足是返回一个高质量最优解的时间较长， 9 摩擦盘外径/mm 222 222 因此必须探求改进算法性能，寻求提高算法执 10 摩擦盘内径/mm 162.5 162.5 行效率的途径.一般可以从三方面进行考虑4： 2 摩擦盘厚度/mm 5.34 5.34 1)选择适当的邻域结构和随机数序列以缩减运 钢盘外径mm 240 275.5 行时间并提高解的质量；2)选择合理的冷却进 13 钢盘内径mm 160 160 度表使算法的执行过程更为有效；3)大规模并 14 钢盘厚度/mm 4 3.4 15 村垫圆盘外径/mm 240 行计算能真正缩减算法运行时间，模拟退火算 222.5 16 村垫圆盘内径/mm 160 160 法适合于并行计算， 17 村垫圆盘厚度/mm 9 8.4 (4)优化方案与原方案相比，其使用效率提 18 活塞盘左侧外径mm 227 238 高，制造成本降低，说明优化方案是成功的且具 19 活塞盘左侧内径/mm 214 160 有实用价值刀 20 活塞盘左侧厚度mm 50 10 21 活塞盘右侧外径/mm 224 220 参考资料 22 活塞盘右侧内径/mm 175 160 1邢文训，谢金星.现代优化计算方法M.北京：清华 23 活塞盘右侧厚度/mm 15 10 大学出版社，1999 24 对偶钢盘数/个 3 3 2 Kirkpatrick S,Gelatl C D,Vecchi M P.Optimization by 25 弹簧数个 4 4 Simulated Annealing [J].Science,1983,220:1 26 导向键数个 4 3康立山.非数值并行算法一模拟退火算法M.北京： 科学出版社，1994 3结论 4杨帆，徐秉铮.关于退火选择算法的收敛性[).华南 理工大学学报，1991,19(4)：16 (1)通过模拟退火算法的优化可得到优化后 5杨若黎.一种高效的模拟退火全局优化算法U.系统 湿式多盘制动器的散热表面积为0.73m、总质 工程理论与实践，1997(5)：29 6赵文清.MDT系统在湿式多盘制动器设计中的应用 量为132kg、总容积为0.0368m,而原设计的散 [刀.计算机辅助设计与制造，2001(4)：1 热表面积为0.78m2、总质量为156.5kg、总容积 7赵文清.湿式多盘制动器的研究现状与展望).农业 为0.04m;优化后散热表面积减少了6%、总质 机械学报，2002(2)：1 Simulated Annealing Algorithm Optimize Design on Wet Multiple Brakes ZHAO Wenging” 1)Civil and Environment Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)China academy of Railway Science,Beijing 100081,China ABSTRACT Simulated annealing algorithm have been applied to optimize design of wet multiple brakes in- volving the mixing design variable on the combination of continuous and discrete design variable.Simulated Annealing Algorithm to be improved was applied to optimize design of multi-objective functions on wet mul- tiple brakes,which may obtain satisfactory optimum design result.The optimum design results indicate that simulated annealing algorithm,which is applied to optimize design of wet multiple brakes,is feasible and high effective.This algorithm may be applied to optimize design of engineering structure widely. KEY WORDS wet multiple brakes;simulated annealing algorithm;optimum design赵 文清 湿 式 多盘 制动器 的模拟 退 火算法优化设计 表 优化 后 尺 寸与原 结构 尺 寸 的 比较 序号 原结构 那 翩 ，一︸ 厂 伟︶， 壳体外径 壳体宽度 壳体左侧厚度 前部壳体内径 壳体右侧厚度 后部壳体内径 壳体后部厚度 摩擦盘个数 个 摩擦盘外径 摩擦盘内径加川 摩擦盘厚度 钢盘外径 钢盘内径 钢盘厚度 衬垫 圆盘外径 衬垫 圆盘内径加 衬垫 圆盘厚度 活塞盘左侧外径 活塞盘左侧内径 活塞盘左侧厚度 活塞盘右侧外径 活塞盘右侧内径 活塞盘右侧厚度加 对偶钢盘数 个 弹簧数 个 导向键数 个 优化后 量减 少 了 、 总 容积减 少 了 经优化设计 的湿 式多盘制 动器 的制造成本减 少 了 将模拟退火算法应用于湿式多盘制动器 零部件 的整 体设计是 可 行且有效 的 ， 由于模拟 退火 算法不 受初始解 的影 响 ， 对设计变量性 质 无要求 ， 离散变量或连续变量 、 离散与连续混合 变量均可 ， 而且 能收敛到全局 最优解 ， 这是其他 优化算法所无法 比拟 的 算例程序运行表 明 ， 模拟退火算法 的 主 要 不 足是返 回一 个高质量 最优解 的时 间较长 ， 因此必 须探求改进算法性 能 ， 寻求 提高算法 执 行效率 的途径一般可 以从三方面进行考虑‘， 选择适 当的邻域结构和 随机数序列 以缩减运 行 时 间并提高解 的质量 选择合理 的冷却进 度表使算法 的执行过程更为有效 大规模并 行计算能真正缩减算法运行 时间 ， 模拟 退火算 法适合于并行计算 优化方案与原 方案相 比 、 ， 其使用 效率提 高 ， 制造成本降低 ， 说 明优化方案是成功 的且具 有 实用 价值， 参 考 资 料 结论 通过模拟退火算法 的优化可得到优化后 湿式多盘制动器 的散 热表面积 为 耐 、 总 质 量 为 犯 吨 、 总容积为 ， 而原设计 的散 热表 面 积为 ，、 总 质量为 吨 、 总 容积 为 ， 优化后 散热表面 积减少 了 、 总质 邢文训 ， 谢金星 现代优化计算方法 北京 清华 大学 出版社 ， ， ， 诵 ， ， 康立 山 非数值并行算法 一 模拟退 火算法 【 北京 科学 出版社 ， 杨帆 ， 徐秉铮 关于退火选择算法 的收敛性 华南 理工 大学学报 ， ， 杨若黎一种 高效 的模拟退火全局优化算法 系统 工程理论与实践 ， 赵文清 系统在湿式多盘制 动器设计 中的应用 计算机辅助设计与制造 ， 赵 文清 湿式多盘制动器的研究 现状与展望 农业 机械学报 ， 刁 肠 梦 助 ， ， ， 即 ， ， 即 一 ， 加 ， ， 即