基于SPEA2的参数化产品族优化设计

针对多目标优化算法的参数化产品族优化设计存在优化的效率及其有效性取决于算法优劣的问题,鉴于SPEA2求解多目标优化问题具有运算速度较快、稳定性较强、解分布均匀性较高等特点,研究了基于SPEA2的参数化产品族优化设计。将参数化产品族优化设计过程划分为两个阶段:第1阶段进行实例产品独立优化,基于设计变量的变异系数决定平台常量和可调节变量集合,并决定平台常量取值;第2阶段进行基于产品平台的产品族优化设计,获得实例产品的可调节变量取值。以通用电动机产品族优化设计为例,其优化结果表明,采用SPEA2求解时产品族的综合性能得到了较显著的提高。     

产品族参数设计模糊层次优化模型研究

对目前产品族设计的研究进行了综述，探讨了基于公共平台的产品族设计方法．提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念，进一步导出了多目标约束环境下的产品族参数设计模糊层次优化模型，实现了产品族的构成对用户需求的响应，同时该模型对产品族相似性和差异性的考虑更有助于实现柔性产品族结构设计以响应动态变化的用户需求。     

PSO训练的弹性RBFNN在船型优化中的应用研究

针对基于SBD技术的船型优化设计问题,提出了新型神经网络近似技术。通过将粒子群算法用于FRBF神经网络的权值训练,提出了PSO-FRBF神经网络算法,通过对比分析多种方法建立的兴波阻力系数近似模型,验证了新算法的适用性与优越性。以Wigley船型为算例,以船舶主尺度和船型修改系数为设计变量,以排水体积的变化量为约束条件,引入PSO-FRBF兴波阻力系数近似模型,建立了船体总阻力优化模型,并采用模拟退火优化算法实现了主尺度与船型的优化设计,得出了可靠合理的优化船型。实例证明新型神经网络可为船舶优化设计相关阶段提供良好的技术支持。     

高架桥式重型龙门加工中心横梁优化设计

介绍了一种高架桥式重型龙门加工中心横梁从初始构型设计到最终确定板件具体尺寸的优化设计方法,首先针对高架桥式重型龙门加工中心横梁承受随动载荷的工况,以及焊接工艺及操作空间的制造限制条件,建立基于变密度法SIMP插值的拓扑优化数学模型,采用启发式调整法对变量进行迭代更新的优化准则法(optimality criteria,OC)算法,利用灵敏度过滤技术抑制棋盘格、增强网格独立性,借助MATLAB编程进行结构拓扑优化,得到横梁初始构型;再以横梁主要板件厚度为设计变量,建立响应面模型,计算刚度和固有频率对板件厚度的灵敏度;采用带有精英策略的第二代非劣排序遗传算法NSGA-II对响应面模型进行多目标优化,在Pareto解集中选出最优解,并基于灵敏度分析对设计变量进行取整修正,优化后的横梁动静态性能满足工程要求,目前已经应用到工程实践中,具有很强实用性.     

基于云模型的油料装备产品族设计评价方法

阐述了油料装备产品族及其设计概念,在分析传统油料装备设计和油料装备产品族设计的差异基础上,从油料装备产品族设计的技术性、军事性和经济性方面出发,建立了油料装备产品族设计评价指标体系。根据定性指标和定量指标的特点,提出基于AHP-云模型的评价方法,克服了以往模糊评价法存在的不足。用某型油料装备产品族的设计实例证明了该方法的有效性。     

深基坑桩锚支护结构优化设计方法及系统研制

针时单支点桩锚支护问题,提出了一种基于施工过程中桩顶侧移控制的优化设计方法,并建立了优化设计模型.该方法以基坑开挖过程中的桩顶侧移为优化目标,以锚固点到桩顶距离为优化变量.以一次位移与二次位移曲线的交点作为优化点,确定锚杆最优位置,进而对桩锚支护结构进行优化.根据上述优化设计方法和模型,采用VB语言研制了优化设计系统,并进行了工程实例分析,设计结果表明:优化设计系统是可行的,优化设计方法和模型是合理的.     

可调油压减振器的稳健设计

为提高可调油压减振器阻尼性能,并降低其制造成本,提出一种基于优化设计的油压减振器稳健设计方法.对于加工精度要求较高的阻尼阀件,该方法依据流体动力特性、阻尼调节原理和动态特性要求分析并选定敏度参数后,以加工成本和产品性能及其稳健性为优化目标,设计参数及其容差为优化变量,建立了可调线性油压减振器的稳健设计模型.研究结果表明,应用该方法合理分配设计参数的容差,可使加工精度要求降低,性能稳健性提高.     

钢筋混凝土框架结构离散变量优化设计研究

基于常规设计计算方法，建立了钢筋混凝土框架结构离散变量优化设计计算模型．根据模型特征，提出了新的离散变量转轴法，实例计算证明，优化设计可获得造价最为经济的最佳设计方案。     

面向快速响应设计的零件资源可重用建模与匹配

针对产品快速响应设计中零件资源的可重用需求,建立了扩展PLIB（ISO 13584）标准的通用零件模型.该模型通过基于PLIB标准元模型的描述层,实现了零件资源一致性的语义描述;通过引入操作层,实现了零件资源在具体应用环境中的功能扩展,并给出了零件资源面向对象的零件族分类组织结构.针对面向对象资源检索中需求域不明确的问题,通过相似性匹配度并结合零件族分类位置权重,给出了覆盖需求域的零件族逐步定位算法,优化了零件资源检索的过程.该方法在一个面向快速响应设计的Web零件资源共享平台上得到了有效的应用.     

采用进化算法的Gough-Stewart 平台优化设计

针对基于传统雅克比矩阵建立Gough-Stewart平台(GSP) 的可操作度没有明确的物理意义,且随表示单位不同而发生变化的问题,基于量纲一的雅克比矩阵建立了不随表示单位变化的新可操作度指标．将多态进化算法AEGA应用于GSP单目标函数的优化设计中,得到多组备选方案,最终为设计者提供多组优化参数．为了解决多目标同时优化的问题,把多目标进化算法NSGA-II应用于GSP的优化设计中,得到多组优化解,即Pareto优化解集．以用作运动模拟器的GSP为例进行优化设计分析,验证了方法的可行性,该方法比传统单目标函数优化设计更符合工程实际．