基于模糊理论的机械多目标优化设计

多目标优化设计各分目标间的矛盾性和不可公度性增加了解决问题的难度,常规求解多目标优化设计方法一般只能求出问题的有效解,而得不到设计的最优结果。该文以蜗杆传动多目标优化设计为例,采用改进的遗传算法求得若干有效解后,根据模糊理论中的相似优先比法从中确定出最有效解,即最优解,并可排出它们的优劣顺序。     

基于模糊设计准则的机械可靠性优化设计研究

按照应力-强度分布干涉和模糊理论,对机械模糊可靠性优化设计方法进行系统的研究,提出了剩余可靠度的概念,建立了数学模型,给出了设计实例。研究表明：仅仅以实现要求的可靠度为目标的一般模糊可靠性设计由于不能考虑其他条件对设计变量取值的约束作用,往往导致设计结果不具可行性而失去实际意义。可靠性优化设计将模糊可靠性条件与其他所有限制条件一起作为设计约束,在设计空间围成一个可行设计域,然后按照设计目标要求用一定方法寻求可行域内的最优设计点,从而保证了设计结果既具可靠性,又具可行性和最优性。     

基于振动分析的织机主轴优化设计系统开发

在对主轴振动分析的基础上，提出了以织机主墙板处的交叉动柔度为优化设计目标函数的方法，建立了以主轴结构参数为设计变量、主墙板处的交叉动柔度为目标函数及主轴直径、支承刚度及位置为约束函数的优化设计数学模型．在Windows平台下，采用Visual Basic程序设计语言，在模块化基础上完成了程序流程图，开发出了织机主轴优化设计系统．并给出了分析实例．     

导管架海洋平台结构模糊优化设计

考虑约束条件边界的模糊性,建立了导管架海洋平台结构模糊优化设计模型。对模糊优化模型中的设计变量、目标函数和约束条件进行了模糊处理。针对导管架海洋平台的特点,用模糊优选法确定约束条件边界容差系数,由界限搜索法求解模糊约束集和模糊目标集之交集的最优水平截集*l,进而求得模糊优化问题的最优解。以胜利油田埕北11#井采油平台为例进行了模糊优化设计,并与确定性优化设计相比较,分析了两种优化设计中设计变量的走向及原因,算例结果还显示目标函数值比确定性优化设计值有较大幅度下降,说明考虑模糊因素进行优化设计的可行性和科学性。     

车辆用钢板弹簧的可靠性优化设计

 介绍了车辆不同厚度钢板弹簧的可靠性优化设计方法在基本随机变量的概率特性已知的情况下，运用二阶矩法和约束随机方向法对钢板弹簧进行了可靠胜优化设计，编制了实用的计算机程序，迅速准确地得到了钢板弹簧的可靠性优化没计信息．     

模糊参数平面连续体结构的拓扑优化设计

研究了具有模糊参数的连续体结构在模糊载荷作用下的拓扑优化设计问题。利用信息熵将模糊变量转换为随机变量,构建了随机载荷作用下的随机参数的连续体结构的拓扑优化设计数学模型,以结构的形状拓扑信息为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足单元应力可靠性为约束条件,利用分布函数法对应力可靠性约束进行了等价显式化处理。基于随机因子法,利用代数综合法导出了应力响应的数字特征的计算表达式。采用双方向渐进结构优化(BESO)方法求解。通过两个算例验证了该文模型及求解方法的合理性和有效性。     

飞机总体设计中的一种多目标鲁棒优化方法

 提出一种基于灵敏度的多目标鲁棒优化方法。针对各维设计变量存在扰动的情况,在原约束多目标优化模型上,附加偏差目标函数,并采用最差估计法对约束条件进行鲁棒可行性调整。采用全局敏度方程方法来计算目标函数和约束函数对设计变量的敏度,进而采用Pareto遗传算法搜索约束多目标优化问题的非劣解集,设计者可以根据不同的设计准则从中选择合适的设计点。将上述方法用于飞机总体参数优化设计,并与采用常规优化方法所得的优化结果进行了分析和比较。     

离散变量结构优化的拟满应力设计方法

本文以满应力设计思想为基础,提出了适用于离散变量结构优化设计计算的拟满应力设计方法。该方法能直接计算具有应力约束和截面尺寸约柬的离散变量结构优化设计问题,也能处理同时具有稳定性约束和位移约束的多工况、多约束、多变量的离散变量结构优化设计问题。算例结果表明,拟满应力设计方法对于离散变量结构优化计算是非常有效的。     

滚子包络端面啮合蜗杆传动参数优化

为了获得啮合性能优良的滚子包络端面啮合蜗杆传动副,设计参数的选择是一个复杂的问题。针对这一问题,以微分几何和空间啮合理论为基础建立传动副的啮合性能方程,提出一种在保证蜗杆强度和刚度等条件下,基于传动副啮合性能的多目标蜗杆参数优化设计方法。选用遗传算法进行计算求解并得出一组合理的优化设计参数,分析表明,与传统设计所得参数相比该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能。为进一步对该型蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数办法,为后续研究奠定了基础。     

基于RIR-MOO的定制产品优化设计方法研究

大规模定制是未来产品制造的发展方向,以低成本快速响应客户的个性化需求是定制产品设计的关键。以往对定制产品设计的研究缺少从个性化需求到产品参数的流程化设计指导方法,无法从定制产品个性化的客户需求出发,快速地关联设计目标并指导产品参数的设计。为此,提出了基于RIR-MOO （relative importance ratings and multi-objective optimization,相对重要性等级-多目标优化）的定制产品优化设计方法,从客户需求出发,将关键需求映射到相关的设计目标,再通过多目标优化（multi-objective optimization,MOO）方法快速求解产品参数,实现定制产品的快速响应和优化设计。首先,针对模糊、动态变化的客户需求,利用加权区间粗糙集分析方法对客户需求进行客观分析,排除争议性大的模糊需求,同时计算不同客户需求的相对权重,得到其相对重要性等级（relative importance ratings,RIR）;然后,提出一种基于转换矩阵的客户需求与设计目标关联的方法,根据关键需求与设计目标的关联度以及关键需求的RIR,对关键需求与设计目标进行匹配,实现关键需求到设计目标的转换;最后,基于MOO方法对设计目标对应的产品参数进行优化设计,实现约束条件下定制产品的多目标优化。以汽车发动机活塞机构优化设计为例,对基于RIR-MOO的优化设计方法的可行性进行验证。结果表明,所提出的方法可以快速响应定制产品的客户需求并指导其优化设计,可为定制化产品制造企业提供指导。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆快速变型设计研究

为了提高现代包装机械的生产效率、可靠性和稳定性,提出了将一种新型蜗杆——无侧隙双滚子包络环面蜗杆应用到现代包装机械中。通过对该蜗杆传动副的数学模型和齿面接触螺旋线方程进行分析研究,提出了基于事物特性表的零件快速设计方法。采用高级语言在三维CAD系统中进行了二次开发,采用SQL Server数据库技术建立了事物特性表,实现了无侧隙双滚子包络环面蜗杆的快速变型设计,实例验证了该系统的正确可靠。     

Fuzzy Optimization of an Elevator Mechanism Applying the Genetic Algorithm and Neural Networks

1Introduction Wormgearingisoftenappliedforpowertransmissioninanelevatormechanismbecauseitgivesa greatreductioninrelativespeedandalargeincreaseineffectivepower.Soastoeconomizethenon ferrousmetalofthetoothcoronaofawormgear,itisveryimportanttoadoptoptimizationmethodsto designthewormgearing.2Principleofthegeneticalgorithm Thegeneticalgorithm[1]isamethodforsolvingoptimizationproblemsthatisbasedonnaturalselec tion,theprocessthatdrivesbiologicalevolution.Thegeneticalgorithmrepeatedlymodifiesapopu la…     

无人机变后掠机构结构优化设计及强度校核

取蜗杆齿数、模数和直径系数作为设计变量,以不完全蜗轮体积最小作为设计目标,建立了蜗轮蜗杆传动优化设计的数学模型,应用MATLAB中的优化工具箱,进行优化分析,并对设计结果进行了静态特性有限元分析,校核了不完全蜗轮的强度及刚度.     

应用遗传算法和神经网络的工程电梯传动机构模糊优化设计

 考虑到影响设计的某些因素很难用确定数值表示,以工程电梯传动机构中蜗轮齿冠体积最小为优化目标,建立了模糊优化设计的数学模型。采用二级模糊综合评判法按最大隶属度原则求出最优水平截集,将模糊优化问题转化为普通优化问题。另外,通过神经网络方法得出网络权值和阈值以拟合待求系数,并采用加法形式的惩罚策略来构造带有惩罚项的适值函数,应用Matlab遗传算法工具箱寻求问题最优解,从而提高设计精度和搜索效率。     

无人机控制站人机界面设计可靠性的综合评判

基于无人机任务规划与控制站人机界面设计可靠性优劣的递阶结构,建立评价其设计可靠性优劣的指标体系.在此基础上运用模糊综合评判方法对某型无人机任务规划与控制站人机界面设计可靠性进行了综合评价.实例说明评价结果客观可靠.     

Fuzzy Reliability Design for the Interference Articulation of a Roller Shaft

1 IntroductionA flour-milling machine is the most important piece of equipment for a mill, and the roller for the flour-milling machine is a key element. At present, most rollers are manufactured by using interference articulation between the roller and the shaft. As feed and distance between the rollers are of a certain randomness and fuzziness, the actual working torque of a roller is random and fuzzy. In addition, the interference quantities, modulus of elasticity and strength limits are al…     

A numerical algorithm of fuzzy reliability

In this paper, a computational model of fuzzy reliability focusing on solving the engineering problems with random general stress–fuzzy general strength is presented. The mathematical basis of this computational model is that the fuzzy probability can be computed with the computational method of conventional probability by use of a mathematical transition. Based on this computational model, a numerical algorithm is given which can be applied to compute the fuzzy reliability of mechanical components, sensors, electronic units, etc. This establishes a basis for the reliability analysis of systems consisting of components with fuzzy reliability. As an example, a case study about the fuzzy reliability analysis of a kind of sensor used in railway systems is provided to verify the logic of this algorithm. The computation results show that this algorithm fits the engineering experience.     

基于模糊Kano模型和可拓创新法的特种运载抱罐车设计

目的 结合模糊Kano模型和可拓创新法,解决特种运载抱罐车目前同质化严重、用户满意度低等问题。方法 提出基于模糊Kano模型和可拓创新法相结合的创新设计方法。首先,对特种运载抱罐车展开可拓分析,建立物元模型,进行拓展分析并利用模糊Kano模型,输出质量要素的重要程度,提取关键设计要素。其次,结合用户需求的数据分析结果,利用可拓变换方法将所构建的特种运载抱罐车物元数学表征模型进行变换,获取新的产品创意模型。最终利用优度评价法获取最优方案。结果 通过对特种运载抱罐车的优化设计,实现在外观造型、安全性能以及功能特征等方面的提升。结论 证明集成模糊Kano模型和可拓创新方法相结合的设计方法能够提高特种运载抱罐车的用户满意度和市场竞争力。