某永磁电机冷却风机优化设计

针对某永磁电机冷却风机功耗大的问题，进行了风机优化设计的研究。首先对原机进行参数化建模，按照几何特征将设计变量分为4个特征组，将叶型通过5个控制点样条曲线化，借助几何约束调整叶型；通过CFX软件采用雷诺平均N-S方程求解风机流场得到原型机的气动性能参数，与试验结果进行验证对比；在此基础上，通过循环迭代法与响应面法联合优化的方式依次优化4组参数，最后将全参数进行响应面法二次拟合，最终确定了风机的最优组合方案。结果表明，优化后的风机在额定流量下，风机静压提高了10%，全压效率提高了6.7%，风机性能整体显著提高；叶轮进出气得到明显改善，流道内流场更加流畅，所提出的优化方法可为离心风机的优化改进设计提供参考。     

曲面上曲线的精确及近似求解法

在计算机辅助几何设计领域，曲面上曲线是非常重要的一个元素。鉴于它的重要性，提出了一种计算曲面上曲线的方法。在求出曲面上曲线后，利用曲线逼近的原理，再求出曲面上曲线的近似解。     

基于近似模型的车轮定位参数优化设计研究

为改善某车型前悬架优化设计中其运动学特性,解决前轮胎磨损较严重问题,提出一种基于近似模型应用改进响应面法对车轮定位参数进行优化设计。首先,应用ADAMS/Car软件建立了麦弗逊式前悬架仿真分析模型,并在ADAMS/Insight中对悬架部分设计硬点参数进行灵敏度分析。然后,针对灵敏度大的设计参数建立车轮定位参数在跳动过程中最大变化量的二阶响应面近似数学模型,并利用Matlab编程对拟合出的近似模型优化求解与可靠性分析。最后,将优化后车轮定位参数最优值代入悬架模型中,在ADAMS/Car中再次进行轮跳仿真试验,对比应用传统响应面优化方法优化悬架前后试验结果表明,该优化设计方法具有较好的优化效果。     

响应面模型在结构疲劳优化设计中的应用

利用响应面模型和结构疲劳寿命可视化技术,给出了一种基于疲劳寿命的结构优化设计方法.通过某飞机起落架扭力臂疲劳寿命优化设计算例,验证了方法的有效性.该方法对工程中结构的疲劳优化设计具有重要的参考价值.     

涡轮增压压气机叶轮的气动优化设计

以某型涡轮增压压气机为研究对象,采用逆向工程技术中的三维扫描的方法反求压气机叶轮,建立叶轮的几何模型,在此基础上,对叶轮几何型线进行参数化拟合,进而以效率和压比为优化目标,利用人工神经网络和遗传算法对叶轮进行气动优化设计。结果表明:优化后,叶轮的气动性能得到很大提高,在优化点叶轮的效率比原模型提高了2.01%,压比比原模型提高了0.12,综合稳定裕度也提高了。     

基于NURBS离心式压气机参数化造型设计及气动优化

基于特征造型技术进行含扩压器离心式压气机参数化造型方法的研究。将叶轮分解为叶片和轮盘两个特征,径流式叶片型线采用非均匀有理B样条表达,直纹面实现叶身成型;扩压器叶片型线利用具有三阶导数连续的五次多项式法构造,以叶根型线草图拉伸生成扩压器叶片实体模型。在CAD(computer aided design)软件二次开发基础上实现离心式压气机模型自动创建,以径流式叶片控制点周向转角和扩压器安装角为设计变量,利用全局和局部优化算法组合寻优,实现离心式压气机气动优化,改善压气机气动性能。结果显示优化后径流式的叶型呈现明显的倾斜特征。     

前悬架硬点优化设计

针对前悬架性能的优化问题,提出一种基于近似模型并用响应面法和改进NSGA-Ⅱ遗传算法相结合的方法对前悬架进行优化设计。利用ADAMS/Car建立双叉臂前悬架动力学仿真分析模型,在Insight中对悬架的硬点参数进行灵敏度分析,选择出灵敏度大的设计参数,并建立响应面近似模型,运用改进NSGA-Ⅱ算法对悬架进行硬点优化设计。结果表明,优化后的前轮定位参数在车轮跳动过程中的变化量明显减小,悬架的性能得到很好的提高,该设计方法实现了悬架硬点的优化,为悬架的优化设计提供了依据。     

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。     

离心压气机叶片扩压器多点气动优化设计

在级环境下采用遗传算法和人工神经网络对高压比离心压气机叶片扩压器叶片几何型线进行了多点气动优化设计。根据优化前后的计算结果,对优化前后叶片扩压器内部的流动特征进行了对比分析。优化结果表明,采用多点优化设计可以有效提高离心压气机的气动性能。     

基于响应面法的风力机翼型气动优化设计

以某风力机翼型为研究对象,选择其设计点升阻比作为优化目标,采用基于均匀设计的响应面法对其进行气动优化设计。首先用B样条曲线对该翼型拟合并求其控制点,然后利用均匀试验设计方法建立计算试验样本点分布表并进行各样本点的CFD计算,最后建立响应面模型,进行优化设计,使设计点升阻比提高12.13%,而且在所有攻角下升力和升阻比都有所提高。算例表明,本文进行风力机翼型优化的方法节省时间,优化效果明显。     

基于响应面法的电源组件散热结构优化设计

文中以某型电源组件为对象,在外部散热和外形尺寸一定的条件下,利用有限元分析技术,进行了组件外壳的结构参数和散热能力之间关系的分析。以降低元器件温度为目标,同时兼顾组件重量,基于响应面方法对结构参数进行了优化,指导了组件外壳的结构设计,提高了组件的整体可靠性,也为同类产品的优化设计提供了参考。     

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。     

面向可靠性设计优化的响应面偏差修正方法

在基于仿真的汽车设计中,针对响应面模型普遍存在的精度不高的问题,研究了基于贝叶斯推断的模型外推预测方法,提出了模型不确定性下基于偏差修正的模型外推及可靠性设计优化方法,并通过一个汽车轻量化设计实例验证了所提方法的有效性。     

基于序列响应面法的汽车结构件蜂群优化设计

将蜂群算法应用于汽车结构件的优化问题。先由试验设计和序列响应面法构建目标函数及约束条件的代理模型,再应用改进的蜂群算法求解最优设计。在优化过程中调用的是代理模型,显著减少了有限元计算次数,提高了优化效率。最后,选取典型实例对该算法进行验证,比较预期值与实际值的结果表明,该算法具备了足够的求解精度,能够满足工程实际要求。     

基于响应面法的高温高压染色机筒体壁厚优化设计

使用响应面法取代高精度工程模拟可以减少设计周期和成本,同时是解决复杂结构优化设计的有效途径。将有限元法和响应面法相结合,建立了染色机筒体壁厚与高温高压染色机最大主应力的函数表达式;并以染色机质量最轻为目标函数,对染色机筒体壁厚进行了优化设计;最后通过有限元仿真对优化结构进行了验证。优化后染色机的质量减轻了0.061 t,并且满足应力要求。结果表明,基于响应面法的染色机筒体壁厚优化设计具有很好的应用价值。     

星点设计-效应面优化法在处方筛选和优化中的应用

介绍了星点设计-效应面优化法的基本原理和操作步骤,综述了该方法在处方筛选和优化中的实际应用,并分析了星点设计-效应面优化法与其他数据处理方法结合的设计试验,证明了其拥有很高的推广价值。     

稳健性设计的双响应面法

提出一种替代静态田口方法进行稳健性设计的方法－双响应面法。这种方法不使用田口方法中的信噪比和二步优化概念，而是直接将质量特性的均值和标准差拟合为响应曲面，然后化为约束最小问题，并用序列线性规划求解。数值算例说明该方法的有效性。     

基于响应曲面法的溅射沉积薄膜工艺参数优化

为了研制出适用于高温等恶劣环境且性能优良的用于切削力测量的合金薄膜传感器,结合新型合金薄膜材料的基本性能和离子束、磁控溅射技术,研究了新型薄膜传感器的制作工艺,建立了影响薄膜溅射速率的试验分析模型,研究了氩气流量、氩气工作压强及溅射功率三个因素对薄膜溅射速率的影响,应用响应曲面法对模型进行了优化,并运用方差分析检验了该预测模型的拟合度,建立了溅射速率的等值线和响应面,从而确定了各因素的最佳水平范围,实现了工艺参数的优化。     

基于动态序列响应面方法的钣金成形过程参数优化

为得到钣金成形最佳工艺方案，结合有限元方法将设计转化为特定目标和约束的待优化问题；针对成形模拟易受干扰和强非线性特点，提出采用逐次逼近模型，分解复杂设计函数为显式简单函数组合，进行递进全局寻优，避免出现局部最优解和过程发散现象；并利用动态多项式序列响应面方法构造目标和约束的简单近似响应面，用以去除噪声干扰及最大程度减少精确分析计算量。该方法无需求解复杂函数敏度，经实例验证具有很高的精度和效能。