飞轮形状的优化设计

对盘式飞轮形状优化设计进行了研究,给出了数学模型,作了实例计算,并就优化设计中有关问题作了讨论。     

形状优化设计算法的探讨

本文从形状优化的数学模型着手，分析了形状算法的两种基本模型，编制了网格自动重划分程序及优化算法原理的框图，提出了一种伴随变量法与直接法相结合的敏度分析的混合方法。采用该方法将提高敏度分析的效率，解决三维形状优化机时过多的一大困难。     

面向对象的可靠性形状优化设计

使用面向对象的程序设计语言Visual C^ 6.0，在面向对象的随机有限元基础上，充分利用结构可靠性优化设计方法的通用性和灵活性，设计了结构可靠性形状优化设计相关的类及其方法。计算结果表明，面向对象的程序设计方法所具有的封装性、继承性和多态性等优点可以简化可靠性形状优化设计方法的编程工作，提高程序代码的重复利用率，并有效地进行内存管理，使得程序结构清晰简洁，方便扩充和维护；并能有效解决由于结构的可靠性形状优化设计中存在的优化设计变量和计算可靠性指标的双重迭代问题引起的对机器内存要求高，程序计算效率低的缺点。     

基于高效差分敏度的连续体静动态形状优化

总结归纳了连续体形状优化中的敏度分析方法,提出了近似—差分的敏度求解策略。该策略通过近似重分析对扰动结构进行快速分析,运用差分法进行计算得到结构响应量敏度值,从而克服了差分敏度求解计算量大的缺点,同时在结构小扰动情况下可保证近似结果精度。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立连续体静动态形状优化模型。考察了不同类型约束下的形状优化算例,结果表明,所提方法和模型具有可行性和通用性。     

离心压缩机叶轮的形状优化设计

提出一种新的优化方法离心叶轮的形状优化问题，即在遗传算法中加入自适应算子调节个体变异概率，来保证搜索的全局性和种群的多样性。并在寻优过程中加入生物生长来加快其寻优速度。最后，采用遗传算法和改进的遗传算法－生物生长法两种方法，对叶轮进行优化设计。计算结果表明改进的遗传算法－生物生长法，在较少的优化时间得到最优解。     

形状优化设计算法的探讨

本文从形状优化的数学着手，分析了形状算法的两种基本模型，编制了网 自动重划分程序及优化算法原理的框图，提出了一种伴 随变量法与直接法相结合的敏度分析的混合方法，采用该方法将提高敏义分析的效率，解决三维形状优化机时过多的一大困难。     

连续体机器人形状检测方法综述

综述了连续体机器人形状检测的不同方法,并对各种研究方法进行了分析比较,最后指出基于视觉、智能材料或者光纤光栅的单一检测方法和结合多种传感器的复合方法是未来的发展方向。     

面向对象的结构可靠性形状优化设计

使用面向对象的程序设计语言VisualC+ + 6.0 ,在面向对象的随机有限元基础上 ,充分利用结构可靠性优化设计方法的通用性和灵活性 ,设计了结构可靠性形状优化设计相关的类及其方法。计算结果表明 ,面向对象的程序设计方法所具有的封装性、继承性和多态性等优点可以简化可靠性形状优化设计方法的编程工作 ,提高程序代码的重复利用率 ,并有效地进行内存管理 ,使得程序结构清晰简洁 ,方便扩充和维护 ;并能有效解决由于结构的可靠性形状优化设计中存在的优化设计变量和计算可靠性指标的双重迭代问题引起的对机器内存要求高 ,程序计算效率低的缺点     

连续体结构综合优化设计

以连续体为对象的优化解法所求得的优化结果,经常只是反映最佳传力途径的具有锯齿状边界的某个区域。基于此,将拓扑优化、形状优化、有限元分析和计算机辅助几何设计有机地集成在一起,提出一种基于隐含边界描述的水平集连续体结构拓扑和形状渐进综合优化设计方法,将形状导数与拉格朗日乘子法引入到优化敏度分析中,控制水平集函数的动态运动,从而间接地实现结构边界的动态演化;用B样条曲线曲面逼近拓扑优化后的结构体边界,将前一优化过程所得到的反映传力途径的概念解上升为具有光顺边界,并被参数化了的物理解;在形状优化中,设计变量定义为B样条曲线或曲面的控制顶点的运动,建立边界节点移动速度场计算方法和边界形状调整方法,寻求较快的搜索方向,以合理速度分布,使结构变为最佳。通过一个典型算例证明所研究方法的有效性。     

连续体结构的柔顺机构拓扑优化设计

通过对连续体结构柔顺机构的拓扑分析,提出了连续体柔顺机构拓扑优化方法,即同时考虑最大化的互应变能和应变能,即系统的刚度和柔度;建立其数学模型并用此分析其约束的敏度。     

连续油管防喷器闸板导向结构优化设计

为提高井控安全设备的使用性能,针对连续油管在结构设计和使用过程中的特殊性,对连续油管闸板防喷器的核心部件——管柱密封闸板总成的导向结构进行了优化设计,其中包括闸板前端导向块厚度、导向角度,底部导向槽的结构尺寸以及与闸板总成配合的导向杆的结构尺寸的优化设计。在保证闸板防喷器密封可靠性的同时,避免了在进行管柱密封过程中对闸板总成和连续油管造成损伤。经导向试验证实,优化后的管柱密封闸板总成的导向能力有大幅提高,增强了连续油管闸板防喷器的安全可靠性。     

面向连续体机器人精密操作的多芯光纤三维形状与位置测量误差研究

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测量的关键方程和算法。采用关键模型算法驱动方法,系统性地分析了传感光纤关键参数误差、信号解调误差、传感方程与重构算法误差、环境温度变化等对测量精度的影响,确定了主要误差源及其定量影响程度。通过误差溯源,建立了测量系统关键参数标定与误差校正方法。构建了七芯光纤测量实验装置,实验验证了方法有效性。研究结果表明,所提方法可实现系统测量误差溯源、定量分析与校正,有效提高多芯光纤三维形状与位置测量精度,在连续体机器人精密测量领域具有应用价值与前景。     

一种基于自适应免疫算法的优化设计方法

提出了一种新的机械优化设计方法——自适应免疫算法，该算法以种群的方差和熵作为结束条件，能自动调节优化参数。使用该算法对QAY50全地面起重机的转向梯形进行了优化设计，优化结果表明，该算法在保证全局收敛的同时提高了局部搜索能力，证实了算法的有效性。     

连续体结构的多目标拓扑优化设计

为实现静动态多目标下连续体结构的拓扑优化设计,以静态柔顺度最小化和动态特征值最大化加权函数为目标,提出并建立静动态多目标下连续体结构拓扑优化模型,实现了相应的算法和算例。方法中采用(rational approximation of material properties,RAMP)方法对密度进行惩罚,利用优化准则法控制设计目标与材料分布,以敏度过滤技术抑制棋盘格效应,通过归一化目标函数有效地避免不同性质目标函数的量级差异。通过算例,获得了静动态权重系数对结构拓扑构型和目标函数(宏观结构的柔度和基频)的影响规律,算例结果表明了该方法的有效性。     

连续油管有限元分析及优化设计

采用有限元法对连续油管进行了有限元分析及优化设计,并对其危险截面进行了应力评定和强度校核.同时对连续油管弯管处壁厚与直管处壁厚进行了优化设计.     

基于可靠性的连续体结构拓扑优化设计

建立水平集函数为设计变量、刚度极小化为目标、具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,并提出相应的优化算法.文中提出的基于可靠性的结构拓扑优化算法方法分为两个步骤,结构可靠性分析和结构拓扑优化.可靠性分析采用计算简便、效率高的一次二阶矩法,结构拓扑优化设计则应用稳定高效、最优结构清晰的水平集方法.最后以悬臂梁结构的可靠性拓扑优化为例,表明文中提出的方法既简单又有效.     

基于IPTO算法的连续体结构可靠性拓扑优化

研究结构几何尺寸、结构材料体积及作用载荷不确定条件下的连续体结构可靠性拓扑优化问题,提出基于改进比例拓扑优化(Improved Proportional Topology Optimization,IPTO)算法的可靠性拓扑优化方法.基于概率方法描述变量的不确定性,建立综合考虑材料体积约束和可靠性约束且使柔度最小的连续体结构可靠性拓扑优化数学模型;为提高计算效率,使用基于解耦思想的混合法将可靠性拓扑优化问题解耦成可靠性分析和当量确定性拓扑优化两个独立子问题.在可靠性分析阶段,遵循一阶可靠度法中可靠性指标的几何意义,获取满足可靠性约束且服从正态分布的随机变量,并通过逆变换对其进行修正;在当量确定性拓扑优化阶段,以修正后的随机变量作为设计参数,使用具有无需获取灵敏度信息功能的IPTO算法对结构执行拓扑优化设计.最后使用MBB梁和悬臂梁两个算例证实了所提方法的有效性.     

多相材料的连续体结构拓扑优化设计

采用改进的过滤技术进行多相材料的连续体结构拓扑优化设计。以应变能最小化作为目标函数,结构体积作为约束,建立多相材料的连续体结构拓扑优化模型,将移动近似算法用于拓扑优化问题求解,采用改进的过滤求解技术对目标函数灵敏度及单元设计变量进行过滤,避免迭代过程中出现数值不稳定现象。数值算例结果表明,采用改进的过滤技术的多相材料连续体结构拓扑优化设计方法是有效的,能够获得清晰的结构拓扑图。     

连续体结构及其支撑位置协同优化设计方法

在工程问题中,结构支撑位置和结构材料分布具有相关性,同时优化结构拓扑形态及其支撑位置,可在一定的材料和支撑件个数的条件下,最大限度提高结构力学性能.通过引入独立的支撑单元,以连续变量描述支撑位置,提出一种连续体结构及其支撑位置协同优化设计方法.建立考虑结构刚度和结构平均特征值的多目标优化设计数学模型,并采用决定因子确定...     

圆盘锻件纯形状锻造模具优化设计

在讨论圆盘锻件模具设计现状的基础上,提出了一种金属成形过程的有限元灵敏度分析方法和以此为基础的模具形状优化设计方法。对圆盘件锻造过程进行了灵敏度分析和模具形状优化设计。结果表明,采用优化设计的预锻模具,可得到侧面无鼓形的纯形状圆盘锻件,并且预锻模具形状光滑、简单、便于加工和锻造生产。为圆盘锻件的纯形状锻造模具设计提供了一种定量分析方法。