基于BB-MOPSO算法的微型车前纵梁优化

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群(Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO)算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。     

基于响应面法的反铲液压挖掘机工作装置多目标优化设计

为提高反铲液压挖掘机工作装置的综合性能,综合考虑理论挖掘力、静态强度、动态性能的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了多目标优化设计。在Ansys Workbench中对工作装置进行了强度分析和模态分析。使用最优拉丁超立方试验设计和响应面法建立了动臂强度、斗杆强度、工作装置质量、1阶模态、2阶模态的近似模型,提高了优化效率。使用NSGA-Ⅱ算法对工作装置进行了多目标优化设计,获得了Pareto解集。优化结果表明在满足约束的情况下工作装置质量下降、动态性能提高、理论挖掘力增大,提高了工作装置的综合性能。     

蠕变时效成形工艺参数多目标优化

提出了一种综合运用试验设计、响应曲面法及多目标优化的工艺参数优化方法,以成形效率和时效后材料的屈服强度为试验指标,以时效温度、时效时间和应力为试验变量,按Box-Behnken试验设计方案进行试验;利用试验结果构造试验指标和试验变量间的响应曲面并对其分析;结合响应曲面建立多目标优化模型;运用基于动态目标加权的具有量子行为的粒子群算法得到Pareto最优解集;提出一种最小归一化距离选解法,从非劣解集中选出最优解,得到综合最优工艺解187.9℃、6.42 h、250 MPa。按优化前后的工艺参数进行单曲率蠕变时效成形试验,相比优化前,成形效率由14.0%提高到19.4%,屈服强度由442.354 MPa提高到451.786 MPa,两个目标同时得到了优化,验证了工艺参数优化方法的有效性。     

基于NSGA-II算法的汽车后背门内板拉延成形质量控制与预测

为避免汽车覆盖件冲压时出现起皱、开裂等成形缺陷,提出基于带精英策略的非排序遗传算法（NSGA-II）对冲压成形工艺参数进行优化,实现对冲压成形质量的控制与预测。以某型汽车后背门内板作为研究对象,以压边力、摩擦系数、冲压速度和模具间隙作为试验因素,拉延变形时的最大增厚率和最大减薄率作为质量控制目标。应用拉丁超立方抽样方法并结合CAE分析技术建立试验样本,构建冲压工艺参数同成形质量控制目标之间的响应面模型,基于NSGA-II算法在构建的响应面模型内计算获得了满足成形质量的一组最优工艺参数组合,同时给出了成形质量的预测值。实际冲压试模结果证明了文章所提方法的有效性,为汽车覆盖件的冲压成形质量控制与预测提供了一套可借鉴的方法。     

基于响应面法的蜂窝芯固有频率优化设计

对负泊松比蜂窝芯单元结构动态性能进行研究,选择蜂窝芯单元横梁长度、斜梁长度和其夹角三个参数为优化变量,运用响应面法理论模型建立了蜂窝芯单元结构前2阶固有频率近似显式数学模型;以提高蜂窝芯单元结构抗振性为研究目标,运用加权系数法将2阶固有频率模型转化为单目标问题研究,采用遗传算法对目标进行优化。参数优化结果表明,其前2阶固有频率分别提高了20%和35%,为航空航天结构应用提供了一定的参考价值。     

基于响应面法和粒子群算法的电机轴多目标优化

为满足新能源汽车电机轴的轻量化设计需求,文中提出了一种基于响应面法和粒子群算法相结合的多目标优化方法。以电机轴的内径为设计变量,在满足强度约束的条件下,将电机轴质量、多危险截面处等效应力和1阶临界转速作为设计目标构建了多目标优化模型。建立Box-Behnken试验设计得到4因素3水平的有限元分析试验方案,采用最小二乘法拟合了各子目标的高精度响应面方程,并根据各子目标的重要程度引入影响因子,建立了统一的全局优化目标函数。最后,结合惯性权重线性递减的粒子群算法对全局目标函数进行了寻优。优化结果表明：电机轴的质量减小了4.8%,1阶临界转速提升了8%,且两处危险截面的等效应力分别减小了2.9%,2.5%。     

考虑风光互补及源荷耦合关系的高比例新能源发电调峰运行优化（英文）

为优化高比例新能源接入电网时的调峰运行,提出了同时考虑风光互补及源荷耦合关系的评价指标,在此基础上对具有反调峰特性的新能源发电建立了基于调峰需求的典型出力场景模型。该模型以平衡场景、基于改进拉丁超立方采样（Latin hypercube sampling, LHS）算法和场景削减技术的关键场景及其概率分布表征风光接入对电网运行和调峰需求的影响。根据风光出力典型场景模型,建立了高比例新能源发电的调峰运行优化模型。采用多场景调峰运行优化,计算各项运行指标,对比分析了兼顾风光互补和源荷耦合的调峰运行能力。以一个实际的比例新能源发电场为例设计算例,验证了所提运行策略的可行性和有效性。     

基于QPSO的重载齿轮多目标优化设计

粒子群优化算法(PSO)是一种基于群智能的优化方法,量子粒子群优化算法(QPSO)是基于PSO进行改进的算法,规则简单、收敛速度快、易于编程实现。对于多目标、多约束条件的重载齿轮的优化设计,本文提出了一种基于QPSO优化求解的设计方法;实践表明能够快速、有效求得优化解,是求解重载齿轮优化设计问题的一个较好方案。     

基于改进粒子群算法的锂电池模块装配序列规划

根据电动汽车中用到的锂电池模块装配特点,提出了模块内部零件的编码规则,并综合几何可行性、装配方向改变次数、装配连续性、装配工具改变次数和装配优先性五个指标设计了目标函数,结合改进的粒子群算法迭代更新得出最优装配序列组.通过电池模块实例对该算法进行了验证,结果表明本文提出的改进粒子群算法可以有效地求解该锂电池模块的装配序列规划问题.     

Optimization on the impeller of a low-specific-speed centrifugal pump for hydraulic performance improvement

In order to widen the high-efficiency operating range of a low-specific-speed centrifugal pump, an optimization process for considering efficiencies under 1.0Q_d and 1.4Q_d is proposed. Three parameters, namely, the blade outlet width b_2, blade outlet angle β_2, and blade wrap angle φ, are selected as design variables. Impellers are generated using the optimal Latin hypercube sampling method. The pump efficiencies are calculated using the software CFX 14.5 at two operating points selected as objectives. Surrogate models are also constructed to analyze the relationship between the objectives and the design variables. Finally, the particle swarm optimization algorithm is applied to calculate the surrogate model to determine the best combination of the impeller parameters. The results show that the performance curve predicted by numerical simulation has a good agreement with the experimental results. Compared with the efficiencies of the original impeller, the hydraulic efficiencies of the optimized impeller are increased by 4.18% and 0.62% under 1.0Q_d and 1.4Q_d, respectively. The comparison of inner flow between the original pump and optimized one illustrates the improvement of performance. The optimization process can provide a useful reference on performance improvement of other pumps, even on reduction of pressure fluctuations.     

基于作动器非线性特性的电磁主动悬架混合控制

针对电磁主动悬架直线作动器的非线性特性对控制系统性能的影响问题,基于磁场谐波理论建立了输入电流与电磁作动力的非线性数学模型.结合作动力输出模型与悬架系统,建立了电磁主动悬架非线性动力学模型,分析作动器非线性特性对主动悬架性能的影响.为了消除影响,设计了基于滤波递归最小二乘法(FxRLS)自适应滤波补偿的多目标粒子群H ...     

无级变速器减压回路压力脉动关键参数识别及优化验证

针对无级变速器独立液压系统的减压回路,建立液压模型,通过引入Sobol'灵敏度分析算法,在MATLAB/AMESim软件平台上,对减压回路压力脉动衰减关键参数进行灵敏度分析。一阶灵敏度及一阶全局灵敏度的分析结果显示,先导阻尼孔、减压阀节流槽及负载流量（等效负载阻尼孔）对压力稳定性影响最大,二阶灵敏度指标显示节流槽与负载流量间的耦合作用最强。根据分析结果,对实车压力脉动现象进行关键参数响应曲面优化,并通过试验结果说明此分析方法的有效性。     

基于响应曲面法的YG8硬质合金刀片化学机械抛光工艺参数优化

为了快速确定YG8前刀面抛光的最佳工艺参数,提高加工效率和精度,利用响应曲面法对YG8硬质合金刀片抛光工艺进行优化试验研究。通过单因素试验确定抛光转速、抛光压力、磨粒粒径和磨粒浓度的水平,并对4个工艺参数进行中心复合设计试验。建立了材料去除率RMR和表面粗糙度Ra的预测模型,基于响应曲面法优化工艺参数获得最佳工艺参数为抛光转速65.5 r/min、抛光压力156.7 kPa、磨粒粒径1.1 μm、磨粒浓度14%,此时得到了最小表面粗糙度预测值Ra=0.019 μm,材料去除率RMR=56.6 nm/min。试验结果表明,基于响应曲面法的材料去除率与表面粗糙度预测模型准确有效。     

基于响应面的三自由度超声电机定子设计优化

针对超声电机定子设计过程存在的定子设计模态与干扰模态分离不彻底、定子振动幅度小、定子振动时局部内应力较大等问题,提出了基于响应面模型的电机定子设计优化方法。首先,通过选取合适的定子设计尺寸作为变量,拉丁超立方抽样方法在设计空间内选取样本点;其次,对各样本点的组合得到的定子尺寸结构进行有限元分析,得到定子的模态和谐响应值从而建立定子的响应面模型;然后,利用遗传算法在响应面模型的基础上对定子进行优化;最后,使用有限元软件对优化前后的定子进行建模计算验证了优化结果的正确性。     

基于响应曲面法的微磨削钛合金表面粗糙度预测分析

微磨削以极高的加工精度和灵活的加工特性在微宏制造领域越来越受到重视。针对钛合金工件的微磨削,运用二次回归正交旋转组合设计方法安排了19组试验,并结合响应曲面法(RSM),分析了微磨削过程中主轴转速、进给速度、磨削深度对表面粗糙度的影响规律。结果表明:在本文的工艺参数范围内,进给速度对微磨削表面粗糙度的影响最大,主轴转速次之,磨削深度影响最小。运用该预测模型,获得了Ra为163nm的磨削表面,为优化微磨削参数和控制表面质量提供依据。     

基于响应面法的某防护结构优化设计

为提高某防护型驾驶室底部类V形防护结构对爆炸冲击波的防护性能,利用尺寸优化和形状优化相结合的设计方法,进行了防护结构的优化设计。首先通过拉丁超立方试验设计建立了中心防护板最大位移和模型总质量的高精度响应面;再综合考虑板件厚度和边界形状的变化范围以及安全性和轻量化要求,运用可行方向优化算法对建立的响应面进行了求解计算,得到了一组最优值。结果表明优化后防护结构的防护性能得到了显著提升,为更多防护结构的设计提供了参考依据。