灰色系统理论的多目标可靠性稳健设计

通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法. 应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计. 算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

装备技术体系结构优化设计理论及其关键技术研究

围绕武器装备体系建设需求,紧密结合装备科研管理实际,在分析国内外有关技术体系研究的基础上,系统提出了装备技术体系的基本概念及其结构特征,分析了优化设计原则及其关键技术,形成了装备技术体系优化设计流程等,为构建结构清晰、符合实际的装备技术体系及其应用验证提供了整体研究框架与技术支撑。     

基于混合变量的可靠性稳健设计方法

将产品性能函数在指定百分位数处的波动作为产品稳健性指标,极限性能函数的区间可靠度大于可靠性指标作为约束,建立了随机变量和区间变量同时存在时的可靠性稳健设计单目标优化模型。为了提高可靠性优化设计问题的效率,将两个耦合的优化问题分解成两层结构优化设计问题,上层为稳健优化设计,下层进行可靠性分析计算。最后用减速器可靠性稳健优化设计问题验证所建立模型的效率和精度。     

框架结构抗震优化设计的灵敏度分析

本文讨论了文献,提出的抗震结构优化设计的灵敏度分析问题。建立了结构回振频率、振型、地震位移反应、结构可靠度的灵敏度分析公式及基于可靠性优化设计解的灵敏度分析过程。最后通过例题应用本文公式对文献的优化设计方法进行了全面地考证。结果说明:文献的设计方法当参数在一定范围内变化时,其优化解是稳定可靠的。     

机械零部件动态可靠性稳健优化设计的群智能算法

在运用随机过程和顺序统计原理建立载荷和强度随时间变化的动态可靠性模型基础上,利用稳健设计理论,建立了机械零部件动态可靠性稳健优化设计的多目标优化模型。针对该多目标模型所具有的动态高维的特点,提出了基于灰色关联分析的多粒子群协同动态多目标优化算法。以钢板弹簧结构为例,给出了动态环境下随时间变化的最优解集,为机械零部件的动态可靠性稳健优化设计提供了理论依据。     

基于排样优化与车间调度的粮机装备智能制造平台研究

针对我国粮机装备制造业的现状与存在的问题,在智能制造的发展趋势下,提出了构建智能化、低成本、高效率的粮机装备智能制造平台的思路。分析了粮机装备制造业在制造成本与生产效率方面的智能制造需求,提出了以切割下料排样优化与车间作业调度优化为核心的粮机装备智能制造技术体系。详细给出了平台的关键技术与实现方法,主要包括型材零件切割下料排样优化、板材零件切割下料排样优化与车间作业调度优化等核心内容。在此基础上,设计并开发了基于排样优化与车间调度的粮机装备智能制造平台。该平台能够较好地增强粮机企业的智能化制造程度,降低制造成本,提高生产效率。     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可靠性稳健优化设计问题。     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动 态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计 理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可 靠性稳健优化设计问题。     

基于尺寸设计变量的声场-结构耦合系统的敏度分析

本文应用有限元方法对声场一结构耦合系统进行数值模拟和灵敏度分析。通过在结构设计阶段数值方法的研究,对耦合系统基于尺寸设计变量的特征频率和特征向量的灵敏度进行了分析．并通过数值算例的结果表明了算法的正确性,可为耦合系统的声学性态优化设计提供理论和算法基础。     

多体系统动力学设计灵敏度分析与动态优化设计方法

回顾和比较了近年来国际上基于多体系统动力学的设计灵敏度分析与动态优化设计所提出的主流方法，在此基础上，对具有通用性的设计目标函数，基于多系统运动学方程、常微分方程形式的动力学模型和微分／代数动力学模型，系统地建立了设计灵敏度分析的直接微分方法和伴随变量方法。     

基于SQP法的斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计

研究了以单级斜齿圆柱齿轮减速器的体积最小为目标函数,应用可靠性设计理论和现代优化技术建立其可靠性优化设计模型的方法,结合工程实例建立减速器的优化设计模型,采用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法求解。优化结果表明该设计方法对于解决机械优化设计问题非常有效。     

基于SQP法的斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计

研究了以单级斜齿圆柱齿轮减速器的体积最小为目标函数,应用可靠性设计理论和现代优化技术建立其可靠性优化设计模型的方法,结合工程实例建立减速器的优化设计模型,采用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法求解.优化结果表明该设计方法对于解决机械优化设计问题非常有效.     

基于数值模拟技术的C型弹簧管频率分析

针对直接影响压力仪表的精度和可靠性的敏感弹性元件C型弹簧管的静态固有频率,用ANSYS8.0软件对LY100-2.5MPa型压力表的C型弹簧管的结构进行了基于有限元法的模型建立,并应用该软件强大的灵敏度分析技术,对该弹簧管进行了模态分析,得出弹簧管短轴、壁厚、曲率半径和毛坯外径等主要结构参数对弹簧管前二阶动静态固有频率的影响,并找到了弹簧管固有频率和这些结构参数之间的关系,其分析结果对进行弹簧管和压力仪表减振设计和优化设计提供了准确的理论依据.     

基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计

基于结构材料灵敏度分析,建立了具有粗细网格单元搭配特点且满足试验标定的假人胸部结构有限元简化模型。为了提高该简化模型的"拟人"精度,以同时降低胸部位移峰值及摆锤力峰值与物理假人的误差为目标,建立了基于材料参数的假人胸部多目标优化模型,及其高精度的目标函数代理模型。选取BFGS拟牛顿算法,结合应用加权和技术及Frisch内点罚函数处理,设计了可用于求解不等约束的多目标优化算法,即MBNWS算法。运用该算法获得了假人胸部简化模型多目标优化问题的Pareto最优解集及其前端。结果表明:优化设计后的假人胸部模型可更准确地模拟碰撞中物理假人胸部的力学响应特性。同时,该算法运行速度快、效率高,可推广应用于快速、有效地求解工程中的多目标优化问题。     

动力箱可靠性模糊优化设计

提出可靠性模糊优化设计方法,它是可靠性优化设计、模糊优化设计的深化．考虑随机性、模糊性的影响,建立了ＤＨ１０６动力箱的多目标可靠性模糊优化模型．运用多目标模糊优化方法,对ＤＨ１０６动力箱进行可靠性模糊优化设计．     

筒子染色机染缸碟形封头的可靠性优化设计

染缸的碟形封头对筒子染色机使用的安全可靠性有着极其重要的影响。以筒子染色机染缸碟形封头为研究对象,采用ANSYSWorkbench软件对其进行参数化建模和有限元分析;通过灵敏度分析得到了影响其等效应力和总变形的关键参数,利用实验数据法和多目标驱动优化方法对封头的结构尺寸进行优化设计;建立考虑应力和变形相关性的可靠性计算模型,运用6西格玛设计准则和拉丁超立方体抽样方法,得到了最大等效应力和最大总变形的概率分布,得出了优化前后封头的可靠度,并且优化后可靠度有明显提高。     

汽车机械式变速器的可靠性优化设计

汽车机械式变速器的性能直接影响汽车整体性能的稳定性和可靠性,结合汽车机械式变速器系统,对变速器进行了基于可靠性的优化设计.首先简要分析了现代设计方法应用于变速器设计中存在的问题,在此基础上探讨了变速器优化设计的模型,构建了基于可靠性和轻量化为目标的复合优化设计模型,并通过设计实例给出了具体的优化设计方案.     

燃气管道机器人行走轮架多学科优化设计

燃气管道机器人作为一种集铺设、检测、修复为一体的工具在管道工程领域得到愈来愈广泛地应用.由于管道空间的局限性,在同等带载能力的情况下,机器人结构的轻量化就显得尤为重要.介绍了一种多学科耦合作用下的结构快速优化设计技术,提出将多学科设计方法应用于燃气管道机器人结构设计,实现了该机器人运动结构综合性能优化.建立行走架结构三维模型,以结构轻量化为设计目标,结构静强度、振动性能等为约束,基于多学科协同优化设计思想建立设计优化模型.通过应力分析、质量对比,结果表明,优化后的设计不仅满足强度,而且质量相比之前大幅度减轻,有利于节省成本,对于机器人的轻量化研究有重要意义.     

基于层次分析粒子群算法的可靠性稳健优化设计

利用多目标优化策略,将机械零部件的可靠性稳健优化设计转化为多目标问题。为提高零部件可靠性稳健优化设计多目标模型的求解效率,将所提出的基于层次分析法的多目标粒子群算法应用于可靠性稳健优化设计的多目标模型求解中。该方法简便易行,能迅速准确地得到机械零部件扭杆的可靠性稳健优化设计信息。     

无副车架自卸汽车车架多目标轻量化优化

为了进行无副车架自卸汽车车架轻量化设计，本文应用有限元分析软件，建立无副车架自卸汽车车架有限元模型。对扭转工况下车架结构强度进行有限元分析，得到车架应力分布，并对车架进行模态分析，根据车架结构强度的有限元计算结果，对安全系数较高的结构件进行灵敏度分析，确定优化设计变量。采用最优拉丁超立方法进行样本采集，建立Kriging近似模型，以质量和最大应力最小作为目标，以一阶模态频率为约束，基于NSGA-II算法对自卸汽车车架进行多目标优化设计。优化结果表明，在保证车架模态频率的情况下，质量减小了15.55%,最大应力减少了1.55%。该优化方法满足设计要求，具有较好的轻量化效果。