任意分布参数的梁结构可靠性优化设计

在可靠性设计理论和优化设计方法的基础上,讨论了任意分布参数的梁结构可靠性优化设计问题,提出了任意分布参数的梁结构可靠性优化设计的计算方法。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现任意分布参数的梁结构可靠性优化设计,迅速准确地得到任意分布参数的梁结构可靠性优化设计信息。     

基于区间模型压杆稳定的非概率可靠性分析

分析了影响压杆稳定性的不确定性参数,将这些不确定性参数用区间模型来定量化描述.基于区间模型讨论了压杆稳定分析中的不确定性对其稳定响应的影响,提出了压杆稳定的非概率可靠性度量指标.此方法可避免求概率密度分布函数,对原始数据要求较低,计算简便.最后给出了工程计算实例,表明了这是一种简便而实用的可靠性分析方法.     

随机连续杆纵向振动系统频率可靠性稳健分析

为解决工程实际中常见的参数为任意分布的动态结构系统的可靠性稳健设计问题,在参数为正态分布的随机动态结构系统频率可靠性研究基础上,应用Edgeworth级数法,把服从任意分布的标准化了的随机变量的概率分布函数近似展开成标准正态分布函数的方式,提出了系统的频率可靠性及其灵敏度分析方法。在此基础上,综合运用稳健和优化设计方法,提出了任意分布的随机动态结构系统的频率可靠性稳健设计方法,确保系统在各种不确定因素的干扰下,仍保持较高的可靠稳定性,进而提高系统的工作性能和质量。以工程实际中常见的具有任意分布的随机连续杆纵向振动系统为例进行频率可靠性稳健设计,将理论方法与工程实践相结合,进一步证明了所提方法的有效性和实用性。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计问题。首先,结合机构精确度理论和可靠性理论,提出任意分布参数平面机构运动精度可靠性评估方法。然后,引入灵敏度设计理论,推导出任意分布参数平面机构运动精度可靠性灵敏度设计方法。最后,以平面四杆机构为例,详细阐述了设计参数的改变对平面连杆机构运动精度可靠性的影响,为平面连杆机构的运动精度可靠性设计和可靠性维护提供了理论依据。     

任意分布参数的车辆半轴的可靠性稳健设计

组合随机摄动法、四阶矩技术、可靠性优化设计、可靠性灵敏度与稳健设计等理论方法,提出了车辆半轴的可靠性稳健设计方法,将可靠性灵敏度作为目标函数之一体现在可靠性优化设计模型之中,将可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求、重量最轻和敏感性最低的多目标优化设计问题。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,可以实现基本随机参数为任意分布参数的车辆半轴的可靠性稳健设计。数值算例表明该方法是一种有效实用的设计方法。     

组合式压杆稳定模糊可靠度计算

介绍了模糊方法在组合式压杆稳定可靠性计算中的应用,给出了组合式压杆的模糊可靠度计算公式。应用实例表明在组合式压杆稳定可靠度计算中应用模糊可靠性理论更加符合实际状况。     

任意分布参数的桥式起重机的可靠性优化设计

讨论了桥式起重机在刚度失效模式下的任意分布参数的可靠性优化设计问题,建立了桥式起重机的力学模型,分析了起重机在刚度失效模式下的可靠性,建立了可靠性优化设计模型,获得了在给定设计可靠性指标条件下的结构设计信息。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性设计

讨论了随机参数服从任意分布时平面连杆机构运动精度可靠性设计问题.在已知基本随机参数前4阶矩的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对平面连杆机构运动精度进行可靠性分析,通过计算机程序可以实现随机参数服从任意分布的平面连杆机构运动精度可靠性设计,迅速、准确地得到平面连杆机构运动精度可靠度.计算表明,提出的方法是实用、有效的.     

基于多目标遗传算法的贝塞尔超声变幅杆优化设计方法研究

为设计满足蜂窝复合材料加工要求的高性能超声变幅杆,提出了一种基于多目标遗传算法的超声变幅杆优化设计方法。以变幅杆的结构参数为设计变量,以谐振频率和放大系数为优化设计目标,建立了贝塞尔超声变幅杆的数学优化模型。通过在遗传算法中调用ANSYS仿真软件,对变幅杆进行了建模和动力学分析,获得了计算目标函数所需的参数,采用多目标遗传算法求出了Pareto最优解集,在所求出的Pareto最优解集中选择了一组最符合设计要求的解作为超声变幅杆的设计参数。为验证设计的有效性,对所设计的变幅杆进行了性能测试并对蜂窝复合材料进行了试切实验。实验结果表明：通过该优化设计方法得到的变幅杆放大倍数为7.66,较优化设计前提高了29%,且工作频率更接近于设计频率。通过仿真分析和性能实验,验证了该方法的有效性和可靠性,试切实验结果表明所设计的变幅杆满足加工要求,工艺效果好。     

不完全概率信息的梁结构刚度可靠性优化设计

在刚度可靠性设计理论和优化设计方法的基础上,讨论了不完全概率信息条件下梁结构刚度可靠性优化设计问题,建立了刚度可靠性优化设计方法的数学模型,提出了刚度可靠性优化设计的计算方法.在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现不完全概率信息条件下梁结构刚度可靠性优化设计,迅速准确地得到不完全概率信息条件下梁结构刚度可靠性优化设计信息.     

基于特征变量的复杂机械系统优化方法的最优性条件

复杂系统优化设计方法研究是优化设计的一个重要方面,目前,复杂机械系统的优化设计方法主要有直接法和分解协调法,均没有解决复杂系统的优化问题。提出了基于特征变量的优化设计新方法,这种方法在实践中得到了应用,证明是有效的,但该优化方法缺乏理论指导。对基于特征变量的优化方法进行了理论分析,提出了基于特征变量的分级优化结果是原问题最优解的条件,并从必要务件和充分务件两方面论证了该方法优化的结果就是原优化问题的最优解。     

汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究

为了研究以静态多工况下刚度和动态振动频率为目标函数的车架拓扑结构,提出了一种结构的多目标拓扑优化研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法,采用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数,而振动固有频率拓扑优化的目标函数则采用平均频率法定义。通过优化得到了同时满足静态刚度和振动低阶频率要求的汽车车架结构拓扑。该方法避免了单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,适合连续体结构的多目标拓扑优化。     

基于Hopfield神经网络的单级直齿圆柱齿轮减速器优化设计

提出了应用Hopfield神经网络优化原理对圆柱齿轮结构尺寸进行优化设计的方法.算例结果表明,此优化方法效果显著,较其他优化方法提高了优化程度和稳定性,是解决有约束、非线性优化问题的有效方法.     

刚架与板组合结构动力学形状优化研究

针对刚架与板组合结构动力学形状优化问题,提出一套联合运用序列二次规划 法、ＢＦＧＳ变尺度法及二次插值技术（一维搜索）,将约束优化问题转化为无约束序 列优化问题,得到了满意的结果。算例表明本文所述方法对刚架与板组合结构的有 效性,显示了算法的工程实用性,并能够推广到其它复杂结构的动力学形状优化问 题中去。     

整体法兰的可靠性稳健优化设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度分析技术与稳健设计方法相结合,讨论整体法兰的可靠性稳健优化设计问题,提出可靠性稳健优化设计的计算方法。把可靠性灵敏度溶入可靠性优化设计模型之中,将可靠性稳健优化设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题。数值算例表明所提出的数值计算方法是一种非常方便和实用的可靠性稳健优化设计方法。     

QUADRATIC OPTIMIZATION METHOD AND ITS APPLICATION ON OPTIMIZING MECHANISM PARAMETER

In order that the mechanism designed meets the requirements of kinematics with optimal dynamics behaviors, a quadratic optimization method is proposed based on the different characteristics of kinematic and dynamic optimization. This method includes two steps of optimization, that is, kinematic and dynamic optimization. Meanwhile, it uses the results of the kinematic optimization as the constraint equations of dynamic optimization. This method is used in the parameters optimization of transplanting mechanism with elliptic planetary gears of high-speed rice seedling transplanter with remarkable significance. The parameters spectrum, which meets to the kinematic requirements, is obtained through visualized human-computer interactions in the kinematics optimization, and the optimal parameters are obtained based on improved genetic algorithm in dynamic optimization. In the dynamic optimization, the objective function is chosen as the optimal dynamic behavior and the constraint equations are from the results of the kinematic optimization. This method is suitable for multi-objective optimization when both the kinematic and dynamic performances act as objective functions.     

一种面向产品族设计的二级优化方法

应用模块化和产品平台的思想是企业设计和开发产品族(系列)的重要策略。本文提出一种可用于产品族设计的二级优化方法。该优化方法将产品族设计优化分为二个层次:产品平台优化层次和专用模块的优化层次。为了提高这种优化方法的可靠性和减少计算量,在二级优化基本框架基础上引入了代理模型技术。将二级优化方法应用于桁架族优化设计算例,计算结果表明:基于代理模型的二级优化方法能成功地解决桁架族优化设计问题,具有很好的可靠性,而且能有效地减少产品族优化设计中计算量。     

不确定性优化方法及应用

对不确定性优化方法进行研究并应用。建立悬臂梁结构优化模型和火箭发动机喷管型面优化模型,分别进行确定性优化与不确定性优化。优化过程中对悬臂梁结构采用蒙特卡洛仿真方法,对火箭发动机喷管型面进行了响应面近似。优化结果显示：不确定性优化确实得到了更加可行的设计结果。     

面向复杂产品协同优化的构件化分析方法研究

提出基于构件化分析技术的复杂产品协同优化设计方法。该方法以分析元作为优化的基本单元,复杂产品分析元的性能目标作为优化约束,建立分析元优化、产品优化的多层次优化模型,实现各层次对信息和资源的共享,为协调处理各种耦合和冲突,为实现复杂产品协同优化设计提供了模型映射方法。最后,以锤式破碎机主轴为具体的应用实例,充分验证该方法在复杂产品设计开发过程中的实用性和技术可行性,有效提高了企业设计开发能力。     

基于NSGA-II算法的超轻型火炮摇架多目标优化设计

针对超轻型火炮摇架减小质量、提高刚度的设计要求,基于有限元法和多目标优化设计方法,建立了摇架多目标优化数学模型。以摇架质量和刚度为优化目标,以摇架强度为约束条件,选择了摇架外形结构尺寸和摇架钢板厚度为设计参数,采用改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)作为优化方法。通过优化得到了摇架Pareto最优解集,优化结果对超轻型火炮摇架设计具有指导意义,同时,该优化设计方法为处理薄壁结构优化问题提供了一种新的设计思路。