面向复杂装备精密产品质量特性的Kriging-RBDO可靠性优化设计

不确定设计参数情形下的复杂装备柔顺机构精密产品质量特性波动与可靠性疲劳退化是精密微机电系统领域的基础性工程难题.针对这一基础性工程难题,提出一种面向复杂装备柔顺机构精密产品可靠性优化设计模型.利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验设计组合方案,通过有限元数值模拟获取各试验设计组合方案的质量特性值.据此,采用Kriging代理模型建立质量特性与不确定设计参数之间复杂非线性函数关系模型.在此基础上,引入基于可靠性优化设计(Reliability-based design optimization,RBDO)策略,构建面向复杂装备柔顺机构精密产品Kriging-RBDO可靠性优化设计模型.算例表明,所提出的方法在不确定设计参数情形下的复杂装备柔顺机构精密产品早期质量设计方面具有良好的抗疲劳退化特性.     

计算机网络可靠性优化设计问题探析

阐述了计算机网络可靠性设计的原则,围绕计算机网络可靠性优化设计方法进行了探讨与分析,希望能够从理论层面上为我国计算机网络技术的发展提供一点指导与支持.     

基于网格实现的汽轮机基础优化设计

工程优化设计往往需要进行大规模的数值计算,拥有大量闲置资源的网格环境为建立这种高性能计算平台提供了可能.但是网格资源的动态性、异构性和分布性的本质特征,阻碍了网格技术在工程应用上的普及.为了利用网格环境中大量的闲置资源来协同解决实际工程中复杂的优化设计问题,建立了一个4层结构的高性能网格计算平台,并利用Kriging近似模型,在该平台上开发了以减轻基础重量和降低基础振幅为目的的多目标汽轮机优化设计的网格算法.使用该算法,在网格平台上对两个汽轮机基础进行了优化设计,与序列线性规划方法的结果比较表明所开发的优化算法有较高的计算精度.还分析了当使用不同数量的计算节点时网格的加速情况,说明所发展的优化方法能够在网格环境中高效地运行,搭建的网格平台也适合于工程优化设计.     

基于热分析的电子元器件可靠性探讨

介绍了温度对电子设备中一些常见元器件的性能影响.在一种车载电子设备的热设计过程中,根据实测结果分析了CPU、电源模块和外围电路元器件的温度特性,并结合热分析软件进行热优化设计,提高了系统的可靠性.     

飞机结构总体优化设计方法

优化设计可以改善结构的应力分布,合理布置材料,从而提高材料的利用率.通过对全机结构逐层分解,确定优化设计变量、优化区域以及响应约束,并应用MSC Nastran中的可行方向法和敏度分析方法,对MA700飞机的机翼进行优化设计方法研究,考虑稳定性因素,初步解决长桁尺寸确定的问题,为后续优化设计工作积累经验.     

协同演化算法在基坑支护工程优化设计中的应用

提出一个用于基坑支护工程优化设计的协同演化模型,并给出相应的协同演化算法．利用基坑支护系统各子系统之间既相互独立又相互联系的特点,提供了问题空间与外空间不断演化的协同机制,实现了基坑支护方案和细部结构的协同优化设计．通过一个简化的基坑支护参数优化问题——“锚杆 排桩”支护体系的应用实例,说明文中的模型和算法对于基坑支护工程的优化设计是有效且适用的．     

计算机网络可靠性优化设计

随着计算机技术的不断发展和普及,计算机网络已成为大多数企业、事业单位、学校和个人在工作、生活和学习过程中最重要的工具之一。计算机网络的可靠性是衡量计算机网络运行效率的重要指标之一,因此,人们越来越重视计算机网络的可靠性,计算机网络的可靠性逐渐成为现代计算机领域的一个重要研究课题。本文着重讨论了影响计算机网络可靠性的因素,以及如何有效地实施计算机网络可靠性优化设计,对计算机网络可靠性的优化设计进行了综合分析。     

基于可靠性的机动雷达升降机构优化设计

可靠性设计与优化设计在机械设计领域产生巨大的作用,但单方面进行可靠性设计或优化设计,都无法发挥各自的全部潜力.针对这一问题,将二者进行有机结合,开展机械产品的可靠性优化设计成为必然.案例中,以某型机动雷达的升降机构为研究对象,基于Adams对其进行参数化建模,在此基础上,对其开展可靠性优化设计.通过与传统优化设计的对比分析,显示该方法的优越性.     

基于VC++6.0与Fortran混合编程的斜井螺杆泵优化设计

针对某斜井螺杆泵优化设计软件进行大型数值计算时效率很低的问题,应用VC+ + 6.0与Fortran语言混合编程的方法编制斜井螺杆泵优化设计软件. 该方法用VC+ + 6.0制作界面,用Fortran语言编写主运算程序,用VC+ + 6.0调用Fortran生成的动态链接库. 对于斜井螺杆泵的优化设计,采用Fortran编写优化设计程序,用ANSYS对整个抽油杆系统进行非线性大变形有限元分析﹑静力分析和疲劳分析. 工程实例表明,该软件计算效率较高,可以提高人机交互性和可操作性,同时验证混合编程在大型数值运算软件设计中的可行性、实用性以及有效性.     

变压器最优化设计中的几个算法

本文结合变压器最优化设计,介绍了Rockafellar乘子法、精确罚函数法和Powell方法,並与常用的循环遍数法进行了简要的数值比较。     

基于iSIGHT平台DOE方法的螺旋桨敞水性能优化设计

传统的螺旋桨设计方法已经满足不了进一步提升其性能的要求,并且现代环境的变化不再仅仅要求螺旋桨某一性能的最优,而是多方面综合性能的最优.iSIGHT多学科优化设计平台提供了完整的设计综合环境和先进的优化设计方法,能够完成设计过程的自动化和智能的设计探索,确定最佳设计参数.基于iSIGHT平台的实验设计方法建立的螺旋桨敞水性能优化方法使螺旋桨效率和最小压力系数都有提高,实现了优化目的.     

多学科设计优化方法与传统设计优化方法的比较研究

多学科优化设计也是在传统设计优化基础上重要的质的发展。它是设计方法、传统机械设计知识、过程设计知识、现代信息技术交叉集成的大系统方法。多学科设计优化技术 以提高产品性能、缩短设计周期和降低研制成本为目的。本文将多学科优化设计与传统优化设计进行对比,并以实例分别进行多学科设计优化和传统优化设计,证明了多学 科优化设计的可行性和高效性.     

Hinge-free topology optimization with embedded translation-invariant differentiable wavelet shrinkage

In topology optimization applications for the design of compliant mechanisms, the formation of hinges is typically encountered. Often such hinges are unphysical artifacts that appear due to the choice of discretization spaces for design and analysis. The objective of this work is to present a new method to find hinge-free designs using multiscale wavelet-based topology optimization formulation. The specific method developed in this work does not require refinement of the analysis model and it consists of a translation-invariant wavelet shrinkage method where a hinge-free condition is imposed in the multiscale design space. To imbed the shrinkage method implicitly in the optimization formulation and thus facilitate sensitivity analysis, the shrinkage method is made differentiable by means of differentiable versions of logical operators. The validity of the present method is confirmed by solving typical two-dimensional compliant mechanism design problems.     

多学科混合变量协同设计优化方法研究

为解决同时含有离散和连续两种变量形式的混合变量复杂产品设计优化问题,利用“分而治之”的混合参数处理思想,在协同设计优化算法的基础上,提出一种多学科混合变量协同设计优化方法．该方法先将优化问题解耦分解成相对简单的多个子系统进行优化计算,然后利用协同设计优化算法的协同机制求得全系统最优解．算例验证结果表明了所提出方法的可行性和有效性．     

Two-level optimization of airframe structures using response surface approximation

In this paper, a two-level optimization approach is developed for the preliminary and conceptual design of airframe structures. The preliminary design, involving a single objective multidisciplinary optimization, constitutes the lower level where ASTROS (Automated STRuctural Optimization System) is employed for multidisciplinary optimization. The conceptual design, which is carried out at the upper level, aims mainly at configuration design. The multiple objectives are incorporated as a single objective function by using the K-S function formulation. The objective function and constraints at the upper level are modelled through response surface approximation. During the upper level optimization process, the branch and bound method is applied for solving the problem with discrete design variables. The proposed strategy is demonstrated by the optimization of an Intermediate Complexity Wing (ICW) model. Received June 23, 1999     

Application of Evolutionary Neural Networks on Optimization Design of Mobile Phone Based on User's Emotional Needs

Taking users’ emotional needs into consideration, this research aims to propose a new method to present product design features exactly and completely. On the basis of genetic algorithm integrated with back‐propagation (BP) neural networks, taking the mobile phone as research object, an optimization design algorithm was finally designed. First, the continuous and discrete design variables that describe mobile phones were screened with methods of dimensions, coordinate label, and morphological analysis. Forty three‐dimensional (3D) mobile phone models were designed by using 3D design software PROE. Accordingly, 12 representative mobile phones were selected through multidimensional scaling analysis and cluster analysis. Fourteen pairwise Kansei image words were obtained by collecting, screening, surveys, and statistical analysis method. Second, a BP neural networks model between design variables and user preference along with Kansei image words was established and verified with questionnaire survey data. Finally, the optimization design model for mobile phones was established considering design requirements and users’ emotional needs. A genetic algorithm integrated with BP neural networks was used to optimize mobile phone design. The results show that the optimization scheme is superior to others, and this paper will provide design suggestion for mobile phone designers.     

基于目标分解方法的复杂系统优化设计

解析目标分解方法(Analytical Target Cascading,ATC)是一种新型的处理复杂产品及工程设计问题的系统化方法.通过构建层次化的多级优化设计架构,将系统级的设计目标依次分解至相应的子系统层和零部件层.每层的优化设计问题是最小化分解得到的设计目标的偏差问题,并以此实现系统之间的兼容,从而保证系统设计的一致性和高效性.采用Isight优化软件构建ATC的多学科优化设计仿真平台,分别以数值优化案例和工程设计案例充分说明ATC的有效性.     

火炮系统总体优化设计的形式方法探讨

提出了一个用于总体优化设计的形式方法──设计方案空间方法，形式地描述地面火炮系统设计过程，找出总体设计、评价、优化的关系，以形成集成ＣＡＤ系统，支持地面火炮系统总体优化设计。实验系统用ＦＯＲＴＲＡＮ和Ｃ语言编写，运行在ＳＧＩ工作站上。