传感器载体刀柄的结构设计

结构优化设计是一种寻找、确定最优设计方案的技术。最优设计方案也就是一种最有效的方案,是现代工程设计的重要组成部分。结构设计是指在保证正常功能的前提下,采用恰当的结构形式,设计最优的尺寸和结构。以往的设计过程中,研究人员按照自己的知识和经验,多次不间断地进行选择、验算、采样和核准,直到达到设计所要求的标准。优化设计则是一种在既定的条件下和某种理论验证保障的前提下,在多种方案中去验证可行方案的设计思想。本文在运用有限元分析的基础上完成了传感器载体刀柄的结构设计。     

设计方法学的发展与应用

设计方法学经历了直觉设计、经验设计、半理论半经验设计和现代设计阶段,已成为了一门以设计产品为目标的综合性科学.本文回顾了设计方法学的发展历程,介绍了三种目前应用较广泛的设计方法及理论,并总结这三种方法在应用中的优点和不足.     

用有限元素法和优选法作结构最优形状设计

一、前言工程结构中各个部件的形状和尺寸,通常只有一部份是限定的,其余则可由设计人员在一定范围内选择。在此范围内不断地提出不同的方案,通过校核、比较,选取其中最优者,称为最优设计。不过,完成这种校核、比较工作,需要进行非常繁浩的计算。因此,实际上在历来的工程设计中,大多只是根据经验提出少数几种方案,加以比较,然后选用其中较好的一种。只有随着电子计算机和计算技术的迅速发展,最优设计才有了真正实现的可能。目前,最优设计已经成为现代应用数学和力学领域的重大研究课题。本文给出一个用有     

飞轮电池充电控制的正交试验优化设计

应用正交试验设计方法对飞轮电池充电控制过程进行设计以得到充电动态性能相对最优的控制方案.通过提取线性化、非线性化、滞环控制和空间矢量(SVPWM)控制四个影响力较大的因子作为自变量设计其正交化试验,并利用MATLAB建立各试验相应的仿真模型.仿真结果表明,复合模糊-PI控制的SVPWM策略能够使飞轮转子"充电"过程动态特性最优.从而由正交试验设计方法得到一种飞轮电池最优电流控制策略.     

单级蜗壳泵强度有限元分析

研究了基于有限元法的单蜗壳泵体强度分析方法,采用"分析设计法"评定校核泵体强度,克服了传统设计方法的局限性。以某型号单级泵为例,采用有限元法进行应力计算,结合应力线性化技术对泵体隔舌部位和环形蜗壳端面与环面相结合区域进行了应力评定。分析比较了不同肋板型式下泵体的应力分布及应力水平,得到了最优肋板布置型式,为工程设计人员在水泵结构设计方面提供重要的参考。泵的水压试验可以说明该方法的可靠性。     

偏好函数在稳健设计中的应用

工程设计中存在两种不确定性,随机不确定性和主观不确定性.经典的稳健设计可以很好地解决设计中的随机不确定性因素,但是这些方法没有考虑设计中出现的主观因素,因此设计结果可能对某些主观因素非常敏感.当前稳健设计中很少在同一模型中同时考虑这两种不确定因素.为了在工程设计中获得全面的稳健设计,在汽车转向横拉杆的设计中,同时考虑设计中的随机不确定性因素和主观因素,并应用偏好函数集成主观因素.横拉杆的设计是多目标优化设计,目标分别为变形最小、质量最轻.文中应用整体性能偏好函数补偿计算这两个矛盾的目标,寻找稳健的最优解.在个体性能偏好函数定义中,采用线性函数定义;在整体性能偏好函数中存在的权重、补偿系数等主观因素,采用区间法求解.这种方法不仅对设计中的随机因素有稳健性能,并且可以科学地为权重及补偿系数等主观因素变量赋值,提高工程设计的稳健性能.     

一种创新设计方法及其在设计方案确定中的应用

TRIZ理论自诞生以来受到各国设计人员青睐,其在分析、解决问题及消除设计矛盾方面具有独特的优势。设计人员通过定义矛盾参数,然后寻找若干个标准解,利用创新原理和分离原理来加以分析、消解矛盾,从而找出解决方案。但TRIZ理论是发散性的启发式设计方法,只是给设计者一些设计思路、设计方向,利用自己的经验会产生很多的解决方案,不能直接找出这些方案中的最优方案,我们可以引进并行设计中的公理化设计方法,通过公理化设计对TRIZ理论产生的方案加以分析,从而找出其中最优或者接近最优的方案,通过本方法在35k V开关柜设计中的成功应用,解决了困扰开关柜设计者的柜体绝缘距离问题,从而验证了该方法的可行性。     

压杆稳定设计的试算法及其Matlab实现

研究了压杆稳定性设计问题,提出了一种新的试算方法,利用Matlab实现了该算法。以圆截面压杆为算例进行了直径设计,结果表明:对于不同的参数设置,均能得到精确解,克服了目前常用的迭代法只能得到近似解的局限性,GUI程序的可视化操作界面极大地方便了工程设计人员的使用。所编程序稍作修改即可推广到其他截面,扩大其应用范围。     

基于广义简约梯度法的机械产品尺寸变型优化设计技术研究

为了快速高效地获得产品尺寸变型的设计参数值,文中结合了广义简约梯度优化算法和基于参数化的尺寸变型设计理论,提出了基于广义简约梯度法的尺寸变型优化设计方法,此方法通过广义简约梯度法对由变型经验公式计算得到的变型尺寸进行优化,得到最优的产品变型方案.文中运用此方法对颚式破碎机进行了尺寸变型优化设计,设计了破碎最大进料粒度为1 300 mm的颚式破碎机,并以此过程介绍了基于广义简约梯度法的尺寸变型优化设计方法的步骤及过程.     

离子交换装置的参数优化设计

离子交换装置的参数较多,利用传统的经验法与试算法很难得到最优解,且计算繁琐、工作量大.利用优化设计方法,把离子交换装置的设计问题转化为最优化问题,能设计出最优的离子交换装置,同时也提高了工作效率.     

浅谈拓扑优化

优化方法应用到工程设计中就是“优化设计”，它能使工程设计从众多的设计方案中获得较为完善的或最为合适的最优设计方案。最优值的概念是相对的，它随着科学技术的发展和设计条件的改变而变化。所谓最优设计方案，并不是所有的性能指标都是最优的，因为这些性能指标之间有时是互相矛盾的，通常在设     

鱼眼镜头后光组初值设计

在鱼眼镜头的设计过程中,设计者往往依赖设计经验选择专利作为初始结构,缺乏理论指导。在鱼眼镜头前光组结构和后光组的光焦度以及光学间隔的基础上,提出一种求解鱼眼镜头后光组曲率半径初始参数的方法。通过前、后光组球差和彗差的波像差平衡条件建立方程组,求解该方程组后得到后光组的各光学面曲率半径初值,并以曲率半径初值作为参考值,应用Zemax软件进一步优化,得到初始结构。研究表明,应用这种方法求解鱼眼镜头后光组的初始光学参数,能使优化算法在较短时间内搜索到最优的参数解。     

应用微机设计铸件浇冒口

一、前言正确地设计及计算铸件的浇冒口是一个较为复杂的问题,因为影响浇冒口设计的因素很多,如:金属材料的铸造性能、铸型的性质、浇注工艺、浇注温度、铸件结构和热节形状等。为了提高浇冒口设计的精确性,保证铸件的质量,提高工艺出品率及降低表本,人们研究出多种半经验半理论计算方法,如模数法、比例法、补缩液量法和缩管法等。一般认为模数法的科学根据较为充足,由此法所得的结果较能接近生产实际。R.Wlodawer,J.B.Caine等根据铸件模数法,提出了较为符合生产实际的浇冒口设计方法。近年来,用诺谟图来设计浇冒口,比前人的计方法更     

现代优化设计十四法

在国民经济各行各业,"设计"是一项非常重要的工作,他不仅直接决定所从事事物的先进性,而且决定事物的寿命.为了提高设计的稳定性、准确性与快速性,并最大限度地提高经济效益和社会效益,人们在不断地研究设计方法.最优设计法是各门学科现代设计与分析方法的综合与交叉,是多元科学科方法论的升华,是现代的设计规律、进程、途径与法规的探索.现在成熟的现代优化设计方法有十四种.     

基于声功率灵敏度的仿生脉序优化方法研究

通过仿照自然界双子叶植物叶脉的分布形式和生长特性,提出一种自适应成长的板壳结构加筋布局设计.采用仿生设计,将结构加筋分布的过程看作为一个逐级生长的分枝结构,从种子点位置出发,沿着使结构性能最优的方向进行生长同时将对结构性能贡献最小的加强筋进行退化,逐步形成最优加筋布局.以矩形薄板为例,首先,通过典型算例的刚度优化进行方法验证;进而,结合有限元分析法和声辐射模态方法,获取结构辐射声功率并计算仿生脉序生长规律下的声功率灵敏度,基于声功率灵敏度分布和"单元生死"实现加筋布置,最终寻求辐射声功率最小的结构加筋布局方案;最后,调查了激励频率对加筋布局的影响.结果表明,仿生脉序优化法得到的加筋最优布局比现有传统方式更为有效,布局清晰,结果更优.相关分析可为轻质板壳结构的加筋布局优化设计提供科学指导.     

个性化产品定制系统下基于客户满意的方案优选算法模型研究

基于客户的个性化需求,以最大限度提升客户满意度为目标,建立了一种定制产品方案优选模型,同时设计了一个衡量客户满意度的函数.提出了定制产品方案优化选取的两种方法,广义加权法和投影法.以个性化定制摩托车产品为例,应用两种算法进行了方案优选.结果表明,两种算法得到的产品定制方案模型完全一致.从而确定了基于客户满意度最大的产品最优方案.该方法模型具有一定的实用性和有效性.     

基于机械设计制图手册的信息查询系统与应用开发研究

在AUTOCAD 2002环境下进行的二次开发,将《机械设计制图手册》以帮助文件的形式放入AUTOCAD帮助文件库中,当机械设计人员在用AUTOCAD进行工程设计时,可直接在AUTOCAD环境下利用下拉菜单、搜索和书签等多项功能,快速、准确查阅机械设计制图手册等相关信息资料,提高工程设计效率和生产效率.介绍设计的开发过程及设计中各个环节的设计构想及具体实施方案.     

起重机械计算机辅助概念设计的方法

1　前言概念设计 (ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎ)是指在满足约束的条件下由功能确定出形式的设计过程 ,也是一系列的决策过程。有研究表明 ,概念设计是决定一个项目或产品设计方案 ,节约投资和富有创造性的一个重要设计环节。传统的概念设计完全是由人来完成的 ,它受到设计者的知识水平、经验 ,甚至情绪等多方面因素的影响 ,因此 ,设计过程具有很大的盲目性 ,而设计结果具有很大的随机性。随着计算机技术的发展和设计方法的不断完善 ,形成了计算机辅助概念设计这一新的研究领域 ,并在土木、电子电路等工程设计中得到了应用 ,在机械工程…     

基于MATLAB的三级圆柱斜齿轮减速器可靠性优化设计

传统的减速器设计是以设计者的经验为基础的,因此设计方案往往不是最优的.为了在不影响性能的基础上实现体积和重量的最小化,本研究运用可靠性设计与优化设计相结合的方法建立了某起重机三级圆柱斜齿轮减速器的可靠性优化设计模型.利用MATLAB优化工具箱具有编程工作量少、语法符合工程设计要求等特点,以减速器箱体壁厚作为自变量.以箱体体积最小为目标函数,在约束函数中充分考虑可靠性的要求,对该减速器进行可靠性优化设计.优化结果表明,可靠性优化是一种更科学、更符合客观实际的设计方法院,而且该方法应用到工程实际中会大幅地节约成本,提经济效益.     

基于Matlab的螺栓组优化设计方案

螺栓为工程上应用最广泛、互换性程度最高的标准件之一。目前工程上设计螺栓组的通用方法是安全系数法,此种方法过程复杂且不经济。现通过一个简单的实例,对比传统的安全系数设计方法,介绍了一种螺栓组的优化设计方案。此方案应用现代数值计算方法,基于Matlab优化工具箱,可以在安全性和经济性方面得到一个最优解。