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龙图腾网获悉郑州轻工业大学申请的专利尺寸参数及加工参数的优化方法及该方法制造的轴桥获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114781038B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210492684.6，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权尺寸参数及加工参数的优化方法及该方法制造的轴桥是由李晓科;马军;张亚琳;尹春洋;朱恒;明五一;曹阳;何文斌;刘琨;都金光;段留洋设计研发完成，并于2022-05-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本尺寸参数及加工参数的优化方法及该方法制造的轴桥在说明书摘要公布了：本发明公开了一种尺寸参数及加工参数的优化方法，优化对象是设计参数；构造轴桥设计制造一体优化模型的目标函数以及设计参数的约束函数；按公式一即轴桥设计制造一体优化模型，通过序列二次规划对轴桥尺寸参数及轴桥加工参数进行优化：求解获得最优的轴桥尺寸参数及轴桥加工参数。本发明通过公式一进行迭代计算，可由初始现有轴桥的相关参数计算出各设计参数的优化值，既满足约束阈值、又使得最小，使最终得到的轴桥尺寸参数和轴桥加工参数能够在保证性能目标的前提下实现成本最优。本发明还提供了使用该优化方法制造的轴桥。

本发明授权尺寸参数及加工参数的优化方法及该方法制造的轴桥在权利要求书中公布了：1.尺寸参数及加工参数的优化方法，轴桥包括轴身，轴身左右两端分别设有弹簧座，弹簧座沿前后方向延伸；正对轴身的弹簧座向上设有轴头，轴头在背离轴身的方向上设有大轴颈，大轴颈在背离轴头的方向上同轴设有小轴颈，小轴颈的直径小于大轴颈的直径；小轴颈的长度为l1，大轴颈的长度为l2， 轴头以外的弹簧座上设有弹簧座中心孔；轴桥加工是将轴桥锻焊件毛坯加工为成品轴桥； 弹簧座、轴头、大轴颈和小轴颈组成一组单侧结构，单侧结构在轴身左右两端对称分布； 其特征在于： 优化对象是设计参数；构造轴桥设计制造一体优化模型的目标函数以及设计参数的约束函数； 一设计参数包括： 轴桥尺寸参数x1,x2,x3,x4,x5,x6、 车削小轴颈x1时的加工参数x7,x8,x9、 和车削大轴颈x2时的加工参数x10,x11,x12； 各设计参数均具有上下界约束； 其中，x1为小轴颈的直径，x2是大轴颈的直径，x3是弹簧座宽度，x4是弹簧座厚度，x5是轴身的高度，x6是轴身的宽度；x1至x6为轴桥尺寸参数； x7是加工小轴颈时车削的切削速度， x8是加工小轴颈时车削的进给量； x9是加工小轴颈时车削的背吃刀量； x10为加工大轴颈时车削的切削速度； x11是加工大轴颈时车削的进给量； x12是加工大轴颈时车削的背吃刀量； x7至x12是轴桥加工参数； 二轴桥设计制造一体优化模型的目标函数为： 轴桥设计制造总成本C总，包括设计阶段成本CS和制造阶段成本CZ； 三约束函数包括： 疲劳寿命约束g1x1,x2,x3,x4,x5,x6、 最大变形约束g2x1,x2,x3,x4,x5,x6、 最大应力约束g3x1,x2,x3,x4,x5,x6、 车削小轴颈时的最大变形约束g4x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9、 车削小轴颈时的最大应力约束g5x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9、 车削大轴颈时的最大变形约束g6x1,x2,x3,x4,x5,x6,x10,x11,x12以及 车削大轴颈时的最大应力约束g7x1,x2,x3,x4,x5,x6,x10,x11,x12； 各约束函数的括号内部分为设计参数，各约束函数的括号外的部分为约束函数的函数名； 各约束函数均为其设计参数的隐式函数； 按公式一即轴桥设计制造一体优化模型，通过序列二次规划对轴桥尺寸参数及轴桥加工参数进行优化： 公式一中，至为由企业确定的相应约束函数的阈值； 以轴桥现有尺寸参数和加工参数为各设计参数赋予初始值，按照公式一进行仿真迭代计算，以各约束函数分别满足相应的阈值为条件筛选出仿真迭代计算中各设计参数的不同取值所对应的C总，计算所得最小的C总值所对应的各设计参数的值即为各设计参数的最优值； 还包括有轴桥设计制造总成本C总的优化方法： 轴桥设计制造总成本C总的计算公式为C总＝CS+CZ； 设计阶段成本CS＝C材+C人，C人为设计阶段的人工成本；C材为材料成本； 材料成本C材按公式二计算，公式二是： 其中，V是轴桥锻焊件毛坯的体积，ρ为轴桥锻焊件毛坯的材料密度，C单价是轴桥锻焊件毛坯的材料单价，l1是小轴颈的轴向长度，l2是大轴颈的轴向长度；l3是轴身的长度；l4是轴桥的总宽度；l5是轴头的高度； 轴桥的制造阶段成本CZ按公式三计算，公式三是： CZ＝2×C小+2×C大+C其它； 公式三中，C小为小轴颈的总加工成本，C大为大轴颈的总加工成本，C其它为其它轴桥段的加工成本； 小轴颈的总加工成本C小包括直接车削成本CM、换刀成本CR以及刀具磨损成本CD，相应的计算公式如下： CM由加工小轴颈时的实际切削量和成本系数K0决定； K0表示单位时间人工成本和管理成本之和； Kt表示加工小轴颈的刀具成本系数； te表示换刀时间， Tp表示刀具寿命， l1表示小轴颈的长度， C其它包括轴身的加工成本以及弹簧座处的镗孔加工成本， 大轴颈的总加工成本C大包括直接车削成本换刀成本以及刀具磨损成本其计算公式如下： 由加工大轴颈时的实际切削量和成本系数K0决定； K0表示单位时间人工成本和管理成本之和； Kt *表示加工大轴颈的刀具成本系数； te表示换刀时间， Tp表示刀具寿命； 构建轴桥疲劳寿命的双重聚合模型； 公式一中，疲劳寿命约束g1x1,x2,x3,x4,x5,x6为x1至x6的隐式函数，通过实验或者有限元仿真得到g1具体值； 采用双重聚合模型对设计参数-疲劳寿命的隐式关系函数进行近似拟合，双重聚合模型的具体表达式为公式四： 公式四中，为聚合Kriging模型，为聚合RBF模型，为聚合SVR模型；wK为聚合Kriging模型的权重值，wR为聚合RBF模型的权重值，wS为聚合SVR模型的权重值； 公式四的构建包括两步，第一步是构建和 4.1聚合Kriging模型的表达式具体为： 其中，是以Corrgauss为相关模型的Kriging模型， 是以corrlin为相关模型的Kriging模型， 是以Cubic为相关模型的Kriging模型； 聚合Kriging模型中w1,w2和w3的计算公式是： w1,w2和w3的计算公式中，为的相关系数，为的相关系数，为的相关系数；将和统称为相关系数的计算公式如下： 相关系数的计算公式中，n为构建近似模型的样本点数目，yi为第i个样本点处轴桥性能响应的真实值，是n个样本点处性能响应真实值的均值，为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的预测值，通过调用第j个Kriging近似模型得到； 4.2聚合RBF模型的表达式具体为： 聚合RBF模型的表达式中， 是以Corrgauss为核函数的RBF模型， 是以linear为核函数的RBF模型， 是以PolynomialKernel为核函数的RBF模型； w4,w5,w6的计算公式如下： w4,w5,w6的计算公式中，为的相关系数，为的相关系数，为的相关系数；相关系数的计算公式如下： 相关系数的计算公式中，n为构建近似模型的样本点数目，yi为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的真实值，是n个样本点处疲劳寿命真实值的均值，为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的预测值，通过调用第j个RBF近似模型得到； 4.3聚合SVR模型的表达式具体为： 聚合SVR模型的表达式中，是以linear为核函数的SVR模型，是以PolynomialKernel为核函数的SVR模型，是以RBF为核函数的SVR模型； 聚合SVR模型的表达式中，w7,w8,w9的计算公式如下： w7,w8,w9的计算公式中，为的相关系数，为的相关系数，为的相关系数；相关系数的计算公式如下： 相关系数的计算公式中，n为构建近似模型的样本点数目，yi为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的真实值，是n个样本点处疲劳寿命真实值的均值，为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的预测值，通过调用第j个SVR近似模型得到； 构建公式四的第二步是构建双重聚合模型得到公式四； 公式四中，wK,wS,wR的计算公式如下： wK,wS,wR的计算公式中，为的相关系数，为的相关系数，为的相关系数；将和统称为R2，此处相关系数R2的计算公式如下： 此处相关系数R2的计算公式中，n为构建近似模型的样本点数目，yi为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的真实值，是n个样本点处疲劳寿命真实值的均值，为第i个样本点处轴桥疲劳寿命的预测值，通过调用第j个聚合模型得到。

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