多目标优化在新车型总体轻量化设计中的应用

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开发了一款跟原车型结构相似、整车尺寸加长加宽加高的新车型,将整车长度、整车高度、整车宽度及部分零件厚度作为设计变量,采用最优拉丁实验设计方法进行了样本数据设计,并且采用移动最小二乘响应面方法构建了白车身NVH、白车身关键区域强度及白车身质量等性能参数的多目标优化系统的近似模型,利用多目标遗传优化算法NSGA-Ⅱ(非支配解排序遗传算法)对近似模型进行优化。在满足白车身关键区域内强度、白车身NVH等约束性能的同时,追寻车内新增空间最大化,并实现了新车型的轻量化设计。 
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基于有限元的加工中心立柱多目标拓扑优化

以提高某型加工中心立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上,利用折衷规划法和功效函数法对各目标进行处理,建立静刚度最大化和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型;运用ANSYS对立柱进行多目标拓扑优化分析,依据分析得到的立柱结构材料最佳分布和立柱的设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证。结果表明:改进后的立柱质量有所减小,动静态特性也得到显著改善。     

基于多目标优化的氢燃料电池客车车身骨架轻量化设计

以某公司生产的10m氢燃料电池客车为研究对象,建立氢燃料电池客车车身骨架的有限元模型,并完成了四种典型工况静力学分析和模态分析,得到了车身骨架的应力应变分布和模态频率.然后将全部骨架分组处理,以厚度为设计变量,进行了灵敏度分析,根据灵敏度分析的结果,筛选出对骨架性能响应不敏感,但是对质量响应比较敏感的部件,完成了以厚度...     

模糊数学在多目标优化中的应用

在多目标优化设计中，。函数曲面复杂并且缺乏分析理论，以致使优化处理常常陷入僵局。借助于模糊数学，建立起能分析函数曲面并优化处理的贴近度方法。采用贴近度计算网络优化技术，对三个优化设计实例进行实践，验证了上述方法对优化设计是可行的。     

基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法.将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度.通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和...     

均匀试验设计方法在柴油机多变量优化中的应用

在发动机模拟软件AVL boost上使用均匀试验设计方法安排了不同水平的喷孔直径、喷油压力、喷油提前角和燃烧室压缩比对柴油机性能影响的模拟试验。然后建立回归方程进行优化，模拟和优化结果的对比表明：均匀设计方法在大大减少试验次数的同时仍可获得对燃油消耗率、功率和NOx排放的精确预测，其在发动机模拟计算上的应用是可行的。     

高速立式加工中心立柱结构动态设计

立柱是立式加工中心的重要组成部分,对机床整机的动态特性具有重要影响.为了提高床身结构的动态特性,建立高速立式加工中心立柱的CAD/CAE模型,借助有限单元法,进行基于灵敏度分析的筋板厚度优化,降低立柱的重心,提高了立柱的动态特性.经优化设计,立柱的前三阶固有频率较优化前分别提高了23.23%,4.00%和10.13%,动态性能得到明显的提高.     

加工中心立柱多目标拓扑优化

利用ANSYS建立某型加工中心立柱的有限元模型,以立柱的极限工况为条件,进行有限元静力分析和模态分析,从而对立柱的动静态特性进行分析;利用功效函数法对各优化目标进行折衷处理,建立静刚度和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型,并利用ANSYS对立柱进行多目标拓扑优化分析,依据分析得到的立柱密度云图和立柱设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证表明:改进后的立柱质量有所减小,动静态特性也得到显著改善。     

多目标优化方法在汽车盘式制动器设计中的应用

工程问题优化一般是多目标的优化设计,本文论述的多目标模拟退火方法是基于Pareto理论,用于解决多目标问题的一种实用方法。优化得到均匀分布的Pareto最优解集后,依据不同的设计要求,从其中选择最满意的设计结果。将此方法应用于盘式制动器优化设计,目的是在保证足够制动力矩的前提下,尽量减小摩擦副升温和制动器的尺寸,以提高制动器工作的可靠性并给整车的设计留下更多的空间。     

多目标优化方法在汽车前悬架设计中的应用

利用多体动力学理论,在已有某型轿车悬架参数的基础上,基于ADAMS平台建立该车双横臂前悬架模型并进行了运动学和弹性学的仿真计算,对仿真结果中敏感度较高的参数进行分析以确定优化目标.利用ADAMS/Insight对悬架的结构进行多目标优化设计,根据优化的结果修改悬架运动学仿真模型,比较优化前后悬架的整体性能.结果表明,此方法取得了良好的优化结果,较好地改善了悬架运动学性能.     

VX380T数控加工中心工作台拓扑分析及多目标参数优化设计

为使VX380T数控加工中心工作台同时具有优越的静、动态性能和轻量化特点。利用拓扑分析的方法研究工作台截面的最佳载荷传递路径,依据拓扑分析结果设计了工作台的加强筋布局。将新结构工作台的整体质量和最大频响幅值为目标函数,以各加强筋的结构参数为设计变量,以原始工作台的静态性能和前3阶固有频率为约束条件进行多目标参数优化设计。对参数优化后工作台的质量、静动态性能进行对比分析,结果表明,其质量减轻了12.19%的同时,其静动态性能也得到了显著提高,证明了优化设计的可行性和有效性。     

基于多目标优化的钢-铝混合轻量化车架设计

以国产某SUV车架为研究对象,建立了车架有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度分析,并进行模态分析和模态试验,验证模型的有效性。利用正交试验法确定了材料轻量化部件,并将这些部件的钢材料替换成铝合金,得到钢-铝混合轻量化车架。针对钢-铝混合轻量化车架刚度和模态性能的减弱问题,采用基于折中规划法的多目标形貌优化方法对部件进行优化改进,提高了车架的刚度和模态性能。设计结果表明,使用钢、铝材料结合多目标优化方法设计的钢-铝混合轻量化车架相比原钢质车架在保证一定的刚度和模态性能条件下,质量减轻了6.7kg。     

基于Ｉｓｉｇｈｔ的卧式加工中心立柱多目标优化设计

以某卧式加工中心立柱为优化对象,基于优化设计软件Ｉｓｉｇｈｔ,通过试验设计和有限元分析,构 建立柱设计变量与优化目标的径向基函数神经网络模型。构建寻优数学模型,并利用 ＮＧＳＡ Ⅱ优化算法 进行求解,完成对卧式加工中心立柱的优化。结果表明,优化后的立柱质量减少３．９０％,最大变形降低 ８．５２％ ,首阶固有频率提高１．７８％。     

基于仿真技术的优化设计在高速主轴中的应用

以加工中心高速主轴系统结构设计和性能分析为重点,应用优化设计原理,开发了基于仿真技术的高速主轴系统设计分析软件系统,给出了部分运行实例.经过某大型机床企业的实际应用,验证了系统原理及实现技术的可行性和实用性,且能提高产品的设计质量和设计效率.     

基于多目标优化的乘用车后排座椅轻量化设计

提出第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)结合响应面法(RSM)-径向基神经网络方法(RBF)混合近似模型和逼近理想解排序(TOPSIS)方法对某乘用车后排座椅进行结构-材料一体化多目标轻量化设计研究。结合有限元理论建立仿真模型,并通过行李箱碰撞试验验证仿真模型的正确性,根据工程经验和座椅靠背骨架吸能分析确定了6个优化部件厚度、材料的设计变量及取值范围;采用RSM-RBF混合近似模型方法拟合设计变量与响应之间的关系;利用NSGA-Ⅱ算法对优化问题进行求解,得到Pareto最优解集。最后采用基于熵权TOPSIS方法对Pareto最优解集进行排序确定最佳折中解。结果表明:在满足各项安全性能法规的前提下,乘用车后排座椅减重3.57 kg。     

圆周铣削参数多目标模糊优化建模

金属切削加工参数优化问题本质上是一个模糊问题。分析了圆周铣削传统优化模型的缺点 ,建立了圆周铣削参数多目标模糊优化模型 ,并根据模糊集合原理 ,将其转化为一个传统的单目标约束优化问题 ,从而可用任一非线性规划求解器进行求解。算例表明 ,模糊优化解具有优越性。     

龙门加工中心移动横梁关键结构设计与优化

龙门加工中心移动横梁承受滑座、滑枕等零部件的重量及自身重力的情况下产生弯曲变形,为降低横梁受力变形量和提高横梁静动态特性,采用两种方法对横梁进行优化设计。设计了8种横梁筋板结构及对横梁上导轨面悬臂支撑结构进行了优化设计,运用有限元分析软件对横梁进行了静力学与模态特性分析,得到横梁结构总形变位移量和前六阶振型频率。结果表明,因横梁自重引起的变形占总变形的45.1%;井型结构设计最优,其总形变位移量降低了8.98%,质量减轻了329kg,一阶固有频率提高了2.40%,具有良好的静动态特性;筋板结构设计的作用主要体现在减轻横梁质量上,上导轨悬臂支撑结构倾斜设计的作用主要体现在减小横梁弯曲变形上,两种方法的结合使用可有效提高横梁性能。