机械链传动设计数学模型的建立及其优化设计

机械链传动采用常规方法设计比较复杂,存在工作量大且不能取得最优解等缺陷.据此引入优化设计方法对机械链传动进行设计.在简要介绍优化设计基本概念的基础上,建立了链传动设计的数学模型以及介绍运用的方法.     

对优化设计中随机方向搜索法的改进

在用随机方向搜索法进行优化设计的过程中,何时才可以终止迭代并达到最优解?一些文献对于这个问题所提出的迭代终止准则存在着缺陷。本文提出的改进后的迭代终止准则,经过上机运行证明是正确的。此外,本文还对约束区间狭小时如何才能较快地获得可行初始点的问题提出了一种行之有效的解决方法。     

基因遗传算法+惩罚函数法”在机械优化设计中的应用

提出了“基因遗传算法＋惩罚函数法”的通用算法,并从中发现,它非常适合求解复杂的非线性约束优化问题。该方法与传统的优化方法相比,可取得较为理想的全域最优解,同时该方法也改善了基因遗传算法的局限性。     

梯度法与BP神经网络的结合在机械优化设计中的应用

利用传统的优化设计方法，为BP神经网络的学习提供足够样本集，通过正向传播和误差反向传播建立BP神经网络的拓扑结构，实现了将BP神经网络应用于机械优化设计中，提高了优化的收敛速度。     

多目标优化设计的最小偏差法

提出了处理多目标问题的最小偏差法，并将其应用于普通圆柱螺旋弹簧的优化设计，以普通圆柱螺旋弹簧的质量、高度及防共振性能为目标函数进行了优化设计。算例结果表明，此方法能够克服传统优化算法极易陷入局部最优的缺点，而且收敛速度快。因而得到了比传统算法更优的设计方案。     

机械优化设计的新Newton法

在Newton法的基础上，提出了一种新的迭代格式，并论证了其收敛性，该方法具有二次收敛的特点，比一般迭代法收敛快。     

机械优化设计的混合变量序贯优化法

机械优化设计的混合变量序贯优化法杨润泽（军械工程学院）１前言机械设计中大量采用标准件和标准设计参数，反映到其优化设计数学模型中，则设计变量多为由离散量、整型量和连续量组成的混合变量。对于这类混合变量优化问题，常采用先按连续量优化，再圆整优化结果的办法...     

图形法与回归分析相结合的优化设计方法

为实现数学模型难于建立的系统的优化设计，提出了一种将图形法与回归分析相结合的优化设计方法。图形法将系统输入量进行离散化处理，通过作图法获得系统模型。采用最小二乘法寻找模型系数，并最终利用回归分析评估和修改图形法所建立的数学模型，确保了模型的准确性。水轮发电机机架方案设计中引进了该方法，使结构参数在设计要求范围内达到了最佳值，实现了机架的优化设计。     

串联机械系统可靠性优化设计的目标协调法

根据大系统理论的分解协调原理,提出了串联机械系统可靠性优化设计的目标协调法。该方法将串联机械系统可靠性优化设计整体模型的求解,转化为对各组成单元体可靠性优化设计模型的迭代求解,从而降低了优化模型的维数,给解决问题带来了方便。最后给出了简单算例以证明算法的有效性。     

基于响应面法的重载机械臂优化设计

对重载机械臂的三种典型工况进行有限元静力学分析,得到最危险工况.在满足强度和刚度的条件下,以伸缩臂轻量化为目标,对其截面尺寸进行优化.根据Box-Behnken试验方法对截面尺寸进行三因素三水平设计参数组合,采用含有交叉项的二次多项式构建响应面函数,利用最小二乘法进行回归,分析各参数与响应面的关系,得到截面最优参数组合...     

行星齿轮减速器优化设计的数学模型

通过对2K-H型行星齿轮系传动的分析,建立了以重量最轻为优化目标的行星齿轮减速器优化设计数学模型,并提出了求解方法。     

现代设计理论方法在机械系统设计中的应用

阐述了传统机械系统设计方法和机械系统的现设计理论方法的特征;在传统机械系统设计的基础上提出了机械系统动态设计的概念、方法、目的等;并介绍了机械系统的建模方法及动态设计方法;提出对机械系统进行动态优化设计的方法。     

结合机械设计约束处理的差分进化算法

针对机械设计中的约束优化问题,提出了改进约束处理的自适应罚函数法。结合一般机械约束优化问题维数不高和差分进化算法简单、高效的特点,应用差分进化算法容易求得机械约束优化问题的全局最优解。给出了2个机械约束优化的数值实例,与已有的文献结果比较,表明新方法处理机械约束优化问题稳健且有效。     

LINGO软件在机械工程离散优化设计中的应用

采用专业的优化设计软件LINGO解决机械工程中的离散优化设计问题,LINGO软件编程工作量小、求解效率高,能得到符合工程要求的最优船,可获得比常规优化方法更有效的优化结果。     

基于Kriging模型的涡轮盘优化设计方法

研究了航空发动机涡轮盘设计问题,将Kriging方法与全局约束优化算法相结合,提出了基于Kriging近似响应模型的优化求解方法,有效减少了有限元分析的次数和计算量。该优化设计方法采用正交试验设计和有限元分析方法获得涡轮盘设计空间的初始样本数据;利用已有的设计样本数据建立涡轮盘重量和应力响应近似计算的Kriging模型,在此基础上利用全局优化算法在设计空间进行设计方案优化搜索;利用有限元分析方法计算近似最优设计方案的输出响应,并以此更新已有的设计样本数据,不断提高Kriging模型的近似精度。数值计算结果表明,基于Kriging模型的涡轮盘优化设计方法不仅可以获得良好的设计结果,还能大大降低计算代价,提高设计效率。     

膜系优化设计中的逃逸函数法

在膜系优化设计中引入可以摆脱局部极值 ,实现全局优化的逃逸函数 ( escapefunction)法。介绍了逃逸函数法的基本原理及算法设计 ,并举例说明它在膜系优化设计中与 needle法 ,传统优化方法结合使用可以进行全局搜索 ,从而实现从单层膜开始设计任意光学性能的多层膜     

机械结构参数化三级优化设计方法研究与实现

针对传统设计方法的设计结果安全系数过高、结构材料浪费严重的问题,在深入研究优化设计方法的基础上,根据现有优化设计方法的不足,提出机械结构的参数化三级优化设计方法。通过建立统一数据管理机制,将优化设计与参数化设计技术相结合,在基于变密度法的拓扑优化设计与单元生死技术的基础上,以结构最大柔度为优化目标,体积和平衡条件为约束条件,小密度单元为杀死单元,实现了参数化的连续体结构拓扑优化;研究了基于拓扑优化结果数据的参数化CAD模型生成技术,通过建立关键点实现了拓扑优化结果CAD模型的自动生成;在此基础上,研究了形状优化设计和尺寸优化设计与参数化设计技术相结合的优化方法;通过优化结果数据提取,快速进行优化结果模型的生成,实现了机械结构的快速参数化三级优化,避免了现有结构优化设计过程中手动进行模型修改更新操作复杂、浪费时间的弊端;最后,以某型号汽车转向器支架为例,验证了该方法的有效性。     

基于MATLAB铣削动力头中蜗杆传动的优化设计

基于MATLAB的优化理论,将优化原理运用到铣削动力头中单级蜗杆传动的优化设计,在满足使用要求条件下,蜗杆蜗轮啮合中心距为最小,以达到结构紧凑、传动效率高的目的,铣削动力头外形结构尺寸、重量随之减小.建立了4个设计变量,16个约束条件的单目标优化设计数学模型.利用MATLAB的优化工具箱中的fmincon函数处理含有连续和离散变量的单目标多变量优化设计问题,不需编写大量算法程序,提高了设计效率,算法可靠.运算结果表明,优化设计方案与常规设计方案相比,中心距减少了23％,充分显示了优化设计的效益和应用价值.