多胞结构在汽车前纵梁中的应用研究

为研究多胞结构在汽车前纵梁中的应用对整车碰撞安全性能的影响,根据中国新车评价规程C-NCAP相关要求,先后建立了采用单胞结构和多胞结构前纵梁的整车正碰有限元模型,经求解计算,分析、比较了两种形式下的碰撞安全性,研究结果表明,相比于单胞结构,多胞结构在汽车前纵梁中的应用更有利于提高整车正碰安全性能。     

考虑桁架变形的可展开天线索网结构多目标优化设计

索网结构是可展开天线的重要组成部分,在桁架的支撑下,索网结构的前/后索网和竖向索阵处于张紧状态,形成满足精度要求的工作反射面.本文提出了一种可以考虑桁架变形的索网形态设计方法.首先,基于索网结构的平衡矩阵奇异值分解,约束索段张力并以索力均匀为目标,通过优化求解找到一组最优预张力.将索网挂接在桁架上,以索段的预张力和前索...     

复合材料机翼结构多约束优化设计

复合材料在航空领域的使用比重在逐年增长,飞机结构的轻量化设计可以通过优化复合材料铺层的厚度及结构的尺寸实现.在对某型飞机机翼结构有限元建模与分析的基础上,以质量轻量化为目标,通过控制结构的位移、应变和扭角等约束条件,结合Nastran的优化设计功能,对机翼结构蒙皮、梁、肋的复合材料铺层厚度和梁缘条的尺寸进行优化设计.结...     

单胞及多胞铝合金薄壁梁吸能特性研究

对单胞、方孔多胞及蜂窝多胞三种薄壁梁进行了不同碰撞形式的仿真计算;利用台车碰撞试验台对蜂窝铝与方管铝薄壁梁结构的变形模式和变形量进行分析。结果显示,在相同的初始碰撞动能情况下,方孔多胞结构的压溃量最小,且以叠缩压溃的稳定变形模式进行;而在压溃量相同时,方孔多胞结构的吸能量最大,碰撞过程的材料利用率最高,其碰撞力峰值与均值差别最小。因此,方孔多胞薄壁梁应用于车身结构可以显著提高车辆的耐撞性能。     

多层焊接变形的计算机预测和控制

焊接变形问题是直接影响焊接产品制造质量的关键之一,长期以来焊接变形的防止和控制基本上还是依靠经验。随着现代工业和计算机技术的发展,采用计算机辅助焊接变形的预测和控制,选择最佳的焊接方法和工艺参数,已逐渐成为目前国内外发展的重要方向。本文对大面积中厚板多层焊时的角变形和横向收缩进行了计算机分析,为该类焊接结构变形的计算机预测和控制提供了方法和实例。     

基于杆索基结构的三维柔性变形机翼结构拓扑优化设计

为了模仿鸟类的飞行,利用杆索柔性机构的杆变形特性和柔性索为驱动,采用结构优化方法设计三维展向变形机翼,使其在各种飞行状态下都能保持最优气动性能。本文参考美国国家宇航局(NASA)的超椭圆形变弯度机翼(HECS)模型,进行了柔性机翼的建模,应用空间刚架元和索单元划分网格,采用遗传算法进行其结构优化。在优化过程中考虑了结构的刚性要求,引入了刚度约束条件,并通过实例进行了方法验证分析。优化结果表明:杆索空间结构的变形机翼既能满足展向最大变形要求,又能满足机翼承受外载荷所需的结构刚性要求。此外,通过Matlab和Ansys的结合使本优化求解程序更通用化。     

基于差分元胞多目标遗传算法的动压滑动轴承优化设计

为研究液体动压滑动轴承的多目标优化设计问题,提出了一种改进的多目标差分元胞遗传算法。改进的差分算子利用个体的Pareto支配关系进行排序,在排序的基础上进行差分操作,将该差分操作融入到元胞遗传算法中,以加快种群的收敛速度。同时采用了一种带扰动的多项式变异以提高种群的多样性。测试结果表明,该算法在收敛性和多样性方面优于其它优异算法。将该算法应用于液体动压滑动轴承的多目标优化设计,优化结果表明该算法具有较高的工程实用价值。     

环形梯度多胞结构的多工况耐撞性研究

针对传统多胞薄壁结构在受到冲击时峰值力过大以及在斜向碰撞时易产生全局弯曲而失稳的问题,提出了一种新颖的具有梯度材料分布特性的环形梯度多胞管。提出并推导了环形多胞结构的平均碰撞力的理论模型,并进一步采用实验方法验证了理论模型的可行性。采用数值分析的方法,对比研究环形梯度多胞结构和均匀多胞结构在多角度冲击工况下的吸能特性。研究结果显示：梯度多胞结构比均匀多胞结构具有更好的能量吸收能力和承载特性,尤其在大角度倾斜冲击工况下,梯度多胞结构具有更明显的耐撞性优势;并且,随着梯度指数的增大,梯度多胞结构的峰值力、能量吸收能力都会降低,并呈现逐渐收敛的趋势,梯度厚度区间也对梯度结构的耐撞性有重要影响。     

基于迭代变形的多源数据融合技术

通过获取的数据进行三维建模的精度直接影响后续的设计与加工制造。目前数据采集有多种方式,而单一数据源建模已经难以满足需求,为解决这一问题,提出一种多源数据融合方法。首先运用基于启发式搜索策略的特征线提取算法提取固定模型的融合区域,然后采用迭代最近点算法实现两模型的空间位置匹配,最后基于迭代拉普拉斯变形对两模型进行表面形态融合,实现两者之间融合。数据源采用下颌CT数据以及光学三维扫描模型,试验表明该技术路线稳定可靠,融合过程无形态扭曲,最终结果反映物体真实物理结构,得到既有表面高精度又具有内部结构的三维模型。     

动态秤称重过程的结构变形及数据曲线研究

以动态物流包裹秤为对象,研究物体移动称重过程中造成的结构变形以及称重数据曲线.结构变形产生数据曲线,一方面,由于不同位置称重的结构变形不同,导致传感器形变差异,使称重数据不一致;另一方面,物体在移动称重过程中会有垂直方向加速度,使数据偏离真实值.对此,建立有限元模型,划分动态连续称重过程为独立的静态称重位置点.研究称重...     

多工况下天线结构的可靠性优化设计

根据天线结构的特点 ,提出了结构多工况的概率描述 ;建立了以反射面精度可靠度为约束的结构多工况优化模型 ;构造了基于最优准则的迭代计算公式 ;设计了相应的计算机软件 ;对在自重和随机风荷共同作用下的 8m口径天线结构进行了优化设计。     

基于进化元胞自动机的结构拓扑优化

实现元胞自动机算法自组织演化机制的关键是建立适合问题的局部规则。传统的方法是根据人们的经验或 其他算法得到的结果来建立局部规则,被称为局部间接规则。为了解决局部间接规则存在的局限性,计算量大等 缺点,提出用进化建立元胞自动机局部直接规则的方法。通过建立结构优化的多目标优化模型,用遗传算法寻求 最优的演化规则,得到适应相应问题的解。由仿真结果可见用遗传算法建立的元胞自动机局部直接规则对复杂系 统的自组织问题是很有效的。     

基于胞映射算法的转子-挤压油膜阻尼器系统多目标优化设计

将挤压油膜阻尼器设计与转子动力学相结合,使用胞映射方法对定心式挤压油膜阻尼器进行多目标优化设计。阻尼器设计参数为阻尼器径向油膜间隙以及定心弹簧刚度。综合考虑了阻尼器的触底现象、转子系统的动力学响应及稳定性,使用多目标优化设计方法以达到抑制转子过临界转速振幅及支撑外传力的目的。针对所得帕累托集合,对所得全局最优解集进行试验验证,结果表明：该最优解集所得设计变量可满足设计需求,可有效地应用到阻尼器的设计过程。     

BF型多柔传动结构参数的优化设计

按空间力系观点导出的BF型多柔传动精确计算公式为依据，建立了该传动结合工程具体实际的各种优化设计模型，并对之进行较全面分析，经计算实例证明，优化结果十分显著，可为该传动提供最佳结构参数。     

控制锻件变形均匀性和变形力的锻造预成形多目标优化设计

以影响锻件质量的重要因素--锻造预成形模具形状为研究对象,对锻造过程展开同时包括锻件变形力和变形均匀性两个方面的优化设计的研究.研究目标是使锻件变形最均匀的同时变形力最小,即获得变形均匀性和变形力综合性能最好的终锻件.基于有限元数值模拟方法,采用有限元灵敏度分析方法,首次对同时控制锻件变形均匀性和变形力的锻造过程预成形进行多目标优化设计研究.给出总目标函数和各子目标函数的表达形式,并详细推导各目标函数相对于优化设计变量的灵敏度.利用自行开发的程序,对断面为H形的轴对称锻件进行预成形多目标优化设计,给出优化过程中总目标函数及各子目标函数、预成形模具形状、预成形件形状及终锻件等效应变和y向应力的分布变化情况.结果表明,通过对预成形模具形状进行优化设计,总目标函数、变形均匀性子目标函数和变形力子目标函数分别下降了13%,33%和6%左右,达到了同时对锻件变形均匀性和变形力进行优化的目的.     

基于元胞机与强化学习的多扰动车间调度算法

针对大型装备制造企业扰动多、影响大的问题,以元胞机模型为框架构建了多扰动车间生产调度模型,设计了基于设备平均利用率与工件平均流程时间双目标最优的目标函数,并通过算例验证了模型的科学性.同时,考虑到多扰动车间调度的复杂性,为寻找全局最优解,采用强化学习算法优化了元胞机的自组织演化规则,提出了针对设备故障、紧急插单与新订单干扰三种典型扰动的调度策略,最终建立了基于元胞机与强化学习算法的多扰动车间柔性调度模型.以某大型零件制造企业为例,说明了模型的具体优化过程,并通过仿真求解验证了算法与模型的有效性与可靠性.     

基于结构适应的船体变形对中偏移自愈调控方法的研究

针对传统船舶主机对中控制方法并未考虑船体变形引起轴系对中偏移的不足,提出一种对中偏移补偿控制自愈调控方法。首先,构建船体变形轴系对中偏移监测方法和模型,解算出船体变形引起的轴系对中变化量。其次,与现有基于位移传感器监测计算的主机对中结果进行融合计算得出对中偏移补偿量;分析主机气囊隔振装置气囊承载力扰动特性,计算出气囊压力允许范围内的主机对中变化量,计算装置允许提供最大对中补偿量,判断出能否通过调整气囊隔振器气压补偿控制船体变形引起的对中偏移。最后,基于结构适应的对中偏移补偿控制自愈调控方法,调整气囊隔振器压力大小和分布状态,改变装置的承载力分布状态,改变装置力学特性,实现对中偏移自愈调控。试验研究验证了船体变形对中偏移自愈调控方法的有效性,能修复传统主机对中控制技术未考虑船体变形引起的轴系对中偏移的不足,对中偏移自愈调控方法对实现潜航器长周期运行、不同潜深工作具有重要意义。     

制造网格环境下基于身份的指定多接收者签密方案

基于椭圆曲线离散对数困难性假设和Gap Diffie—Hellman问题,提出了一个适用于制造网格环境下的基于身份的指定多接收者签密方案。新方案不仅能够在一个逻辑步骤内实现加密和认证,提高系统效率,而且能够实现一次签密,指定多个特定的接收者解签密并验证,为处在不同信任域的制造网格节点之间的交互认证提供了一种方法。最后基于这个特点,构造了一种适合于制造网格的高效的多信任域交互认证模型。     

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。     

多点成形点体结构参数的优化设计

多点成形[1,2 ] 是新颖的模具技术之一 ,可实现落料、冲孔、切断、切边、剖切、切口、压弯、拉深、翻边等板料的冲压加工。多点冲压模具与传统的模具在结构上有所不同。多点冲压模具本身结构主要取决于点体的结构参数 ,如点体长度Ｌ、点体数目ｎ和点体截面积Ｓ0 。本文采用优化设计的方法 ,对Ｌ、ｎ、Ｓ0 进行求解。　　1　数学模型的建立根据文献 [3],对某一点体 (销子 )建立力学方程式 :设磁力Ｆ、单个点体重量Ｇ、摩擦力ｆ、摩擦系数μ、多点模框架锁紧力Ｆ框 ,则有Ｆ =Ｇ +ｆ=ρＬＳ0 + μＦ框ｎ即10 78πＢ20 Ｓ0 =ρＬＳ0 + μｎＦ框…