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。     

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。     

6σ稳健设计在单目标优化问题中的仿真应用

引入6σ设计理念将可靠性理论和容差技术相结合,提出了一种稳健设计优化模型,采用粒子群算法,实现对目标函数的优化。以圆柱螺旋压缩弹簧为应用实例,基于ISIGHT集成MATLAB平台,对圆柱螺旋压缩弹簧的约束函数进行可靠性、稳健性评估,证明了该方法的有效性。     

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。     

车辆钢板弹簧的多目标可靠性稳健优化设计

为提高车辆钢板弹簧的安全性和稳健性,运用可靠性稳健优化设计理论和多目标思想,为车辆钢板弹簧建立一个可靠性稳健优化设计的高维多目标模型。为提高模型的求解精度,利用层次分析法选取粒子群算法中的全局极值和个体极值,提出了基于层次分析法的多目标粒子群算法。与传统方法相比,利用该算法进行可靠性稳健优化设计高维多目标模型求解,简便易行并能迅速准确地得到车辆钢板弹簧的可靠性稳健优化设计信息。     

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。     

机械系统面向制造过程的稳健优化设计方法

综运用田口方法和基于数学规划的优化设计方法的优点,以提高设计结果的生产再现性为目的,提出了一种机械系统面向制造的稳健优化设计方法,系统介绍了稳健优化设计的设计变量选取策略,标征动态质量特征的目标函数通用表达式和约束处理策略,得到了一些有益的结果。     

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。     

机械系统面向制造过程的稳健优化设计方法

综合运用田口（三次设计）方法和基于数学规划的优化设计方法的优点,以提高设计结果的生产再现性为目的,提出了一种机械系统面向制造过程的稳健优化设计方法。系统介绍了稳健优化设计的设计变量选取策略、标征动态质量特性的目标函数通用表达式和约束处理策略,得到了一些有益的结果     

基于Matlab优化工具箱的结构优化设计

介绍了结构优化设计的基本理论和MATLAB优化工具箱,分析了结构优化设计中的主要约束条件,提出结构优化设计的通用流程方法。首先,进行结构受力分析,合理设置优化目标函数和约束条件;然后,使用MATLAB优化工具箱进行编程计算。对一桁架进行优化设计分析,结果显示,与其他方法相比,使用MATLAB优化工具箱进行优化,不仅计算精度较高,而且可以减少计算时间。因此在结构工程设计领域有较大的实际应用价值。     

纤维复合材料层合板的鲁棒设计研究

提出一种复合材料层合板的优化设计和鲁棒设计分析方法.首先,以铺设角和厚度作为设计变量,可靠度指标作为目标,利用遗传算法求解层合板的优化问题.在此基础上,考虑设计变量或影响参量的变差,提出鲁棒设计准则以及求解方法.数值算例显示,通过减小结构响应相对于设计变量或参量的敏感度,可以补偿由变差引起的设计结果的不稳定.     

冗余结构基于可靠性的模糊优化设计

用结构分析的有限元法求得冗余结构元件的内力,用一种新方法确认冗余结构的主要失效模式,再根据主要失效模式求得冗余结构失效概率的上下限.用随机方向法进行了基于可靠性分析的构架结构的优化.在此基础上,对结构进行了基于可靠性分析的构架结构的模糊优化设计.其中给出了一种结构优化模糊目标集的隶属函数,并用模糊判决原理求解相应的模糊规划,得到了结构的模糊优化解.为约束是一模糊区间的结构优化问题提供了一种确定最优设计的方法.数值例题说明,本文提出的方法是有效的.     

基于粒子群-遗传混合算法的深沟球轴承优化设计

为了提高深沟球轴承的服役性能，提出一种基于粒子群-遗传混合算法的优化设计方法。其以额定动载荷和额定静载荷为目标函数，以滚动体直径、节圆直径、滚动体数目和内外圈滚道沟曲率半径系数为设计变量，基于粒子群算法，引入罚函数和遗传交叉、变异操作，解决带约束优化问题求解和局部最优问题。并以6206型轴承为算例，对优化后的轴承进行应力分析和敏感度分析。结果表明，所提出算法的收敛性能较好、优化能力较强、运算速度较快，优化后的深沟球轴承接触应力下降了31.7%，从而验证了所提出方法的有效性。     

刚架结构体系可靠度分析与优化方法

以结构体系的可靠度指标作为结构优化设计的控制参数.首先利用分支 界约法寻找结构的主要失效模式,同时采用条件概率法求解结构体系可靠度指标并给出了结构体系可靠度的敏度表达式.然后采用最佳矢量法求解结构体系可靠度指标约束下的最小重量优化设计问题.最后给出了平面刚架计算实例,计算结果表明了方法的有效性,该法也可推广用于空间结构.     

支持向量机替代模型的遗传优化设计

针对实际工程中常见的性能函数不能显式表示的优化问题,提出一种基于支持向量机替代模型的遗传优化设计方法。利用试验设计选取合适的设计参数样本点,通过实验或数值仿真获得响应输出,结合遗传算法构建具有参数优化功能的支持向量机替代模型;将支持向量机模型作为目标性能函数,结合其他约束条件完成优化模型的建立,并应用遗传算法进行优化,形成一套准确、高效、适应性强的优化方法。以典型电子装备功分器的结构尺寸优化为例,采用均匀试验设计和高频电磁场仿真软件HFSS获取替代模型训练的学习样本,建立功分器模型的幅度比、相位差和驻波3个响应面目标函数,并对该多目标优化问题进行遗传寻优。     

钢筋混凝土梁的优化设计

针对钢筋混凝土结构承载力和工程造价要求,采用罚函数法,对钢筋混凝土梁的截面尺寸和钢筋的用量进行优化设计.提出了采用矩阵实验室(MATLAB)优化工具箱的方法,对C20到C40混凝土和HRB335,HRB400钢筋进行多种组合.结果显示在满足承载力要求及规范所规定的构造要求条件下,选用C35和HRB400为最经济的设计方案.