宏观量与分布量结合的环扎过程控制系统设计

提出基于宏观量与分布量结合的最优环轧过程控制策略。采用刚粘塑性动力有限元模拟环轧动态过程中的分布量计算结果。结合环轧的运动关系和动力学方程等害观量模型,确定最合理的轧制规程。提出环轧过程最优控制器的设计方法,该控制器可以使压力辊按要求的进给速率曲线运动确保在最大环件直径增长率下获得无缺陷的成品。     

机翼结构优化设计的多目标分布估计算法

提出一种采用贝叶斯网络表示概率模型的多目标分布估计算法( multi-objective estimation of distribution algorithm, MEDA).通过构建这样的网络模型,对模型进行抽样生成新个体,再对新个体进行变异操作,以增加种群的多样性,提高算法的搜索能力.这种生成个体的方法结合非劣分层以及截断选择机制,可以获得很好地逼近多目标问题的Pareto前沿且分布均匀的非劣解集.用MEDA对某高空长航时无人机机翼结构进行多目标优化设计,找到高质量的非劣解集,为设计者作决策提供很好的参考依据.根据所得到的非劣解集,设计者可以很好地进行权衡折衷,找出最符合要求的设计方案.同时,还可以了解各目标之间的变化关系,定量化了解一个目标的改进将导致其余目标恶化的程度.研究表明,多目标分布估计算法可以有效求解复杂结构的优化设计问题.     

基于环量分布的离心叶轮S2流面设计与优化

采用准三维气动设计方法,用Bezier曲线表示环量沿轮毂和轮盘的流向分布,子午面环量分布由拉普拉斯方程确定,设计了3种不同负荷分布的离心式叶轮。采用CFD模拟,对比叶轮内流动和气动性能的优劣,结果表明:均匀加载型式的叶轮性能优于前加载或后加载的叶轮,最优设计的叶轮负荷分布是两端小,中间大。通过Laplace方程和Bezier多项式控制环量可以达到灵活控制叶片载荷的目的。     

基于环量不等分配法的某型液力变矩器叶片设计

分析了传统环量等分配叶片设计方法的优缺点,对叶轮环量分配规律进行了研究,得到了适合不同条件的环量分配方法,确定了适用于某型液力变矩器设计的环量分配方案,据此设计的变矩器叶片性能更加优越。     

宏观量与分布量结合的环轧过程控制系统设计

提出基于宏观量与分布量结合的最优环轧过程控制策略。采用刚粘塑性动力有限元模拟环轧动态过程,获得轧制过程中的分布量计算结果。结合环轧的运动关系和动力学方程等宏观量模型,确定最合理的轧制规程。提出环轧过程最优控制器的设计方法。该控制器可以使压力辊按要求的进给速率曲线运动,确保在最大环件直径增长率下获得无缺陷的成品。     

离心通风机机翼形叶片的型线设计与实体建模

针对离心通风机机翼形叶片复杂的型线造型，分析了叶片的结构形成；利用先进的三维设计软件Pro／ENGINEER对叶片进行实体建模，避免了传统的风机叶片手工设计画图效率低、误差大的缺陷，实现了风机叶片的快速、准确成型，提高设计开发的效率和精度。     

对旋式轴流风机变环量流型的改进设计

为进一步提高对旋式轴流风机设计性能,在采用等环量设计方法优选得到的高压比、高效率风机设计方案基础上,在保证设计点两级等负载分配前提下,采用变环量流型设计方法,分别对比研究了两级转子不同展向载荷分配规律对对旋式轴流风机性能的影响,从中确定了性能最佳的两级转子径向载荷分布规律,并给出了近似描述该变化规律的数学表达式.     

环量分布控制轴流风扇气动性能的机理分析

采用数值模拟的方法,对比研究了不同环量指数的轴流风扇在设计工况下的气动性能,通过分析风扇内部流动结构,揭示了沿叶高变环量设计对气动性能影响的控制机理.结果表明:环量指数取适当的负值时,风扇叶顶通流能力较强,削弱了间隙处逆流对主流的影响,减小叶顶间隙泄漏带来的损失;但环量指数若取值过小,会使吸力面根部沿径向指向叶顶和沿轴向指向前缘的静压梯度较大,促进了附面层的分离,增大了二次流动损失本文的轴流风扇在环量指数取-0.2左右时气动性能最好.     

基于环量分配法的某型号液力变矩器叶片设计

液力变矩器的设计的关键是叶片设计,依据速流理论,运用环量分配法,通过分析计算,首先计算给出满足其性能要求的循环圆有效直径及泵轮的进出口角,然后计算环量,等分环量进一步计算出泵轮叶片尺寸参数,最终设计出满足性能要求的液力变矩器泵轮叶片。     

基于多目标优化的楔环连接结构尺寸设计

有限元方法与最优化方法是工程设计与分析的两个常用方法,将两者结合起来,可以很好地实现楔环连接结构的多目标优化设计.基于响应面法确定楔环连接结构的4个几何参数的各种组合样本,利用有限元分析软件ANSYS时不同参数组合样本的楔环连接结构进行应力场分析,然后以既降低结构最大应力又减轻结构质量为目标,通过MAT-LAB中的多目标优化设计工具计算得到楔环连接结构的4个几何参数的最优值.数值计算结果表明,优化几何参数后的楔环连接结构比原结构最大应力下降13.6%,质量下降12.5%.     

基于逆向工程技术的汽车部件设计

在水管件反求过程中,针对再设计和效率要求,以局部基于特征及几何约束的重建方法代替传统面片造型技术,实现了拓扑结构重建和尺寸约束;对要求忠实原型的结构则采用基于点云的反求手段,精度高而且速度快。经检测‘反求后的模型满足误差要求,同时实现了快速仿型与数字化设计的有机结合,为二次再设计奠定了良好的基础。     

抛物线理论多跨索道设计模型

在完善和充实抛物线理论的基础上,系统地提出抛物线理论多跨索道设计。该设计模型包括承载索的设计计算与选型、货物运输方式方法的确定、工作索及绞盘机的选择。为工程索道的安装架设提供可靠的技术参数,能确保索道安全生产,方便管理,提高工效和经济效益,延长使用寿命。     

基于TRIZ理论的制动器创新优化设计

以制动器的创新设计为例,描述了利用TRIZ理论解决产品创新设计问题的一般过程。介绍了TRIZ理论的概念和体系结构。利用TRIZ理论指导制动器的创新设计过程,从用途、原理、重量、安装要求等方面着手,说明了如何将实际问题抽象为工程技术参数、如何划分优化参数与恶化参数以及二者之间的矛盾;重点阐述了矛盾矩阵和40条创新原则在设计过程中的具体应用方法,最后得出一种结构简单紧凑、安装使用方便、既可提供阻尼力矩输出、又可提供阻尼力输出的制动器。     

基于禁忌搜索算法的电磁场逆问题鲁棒优化设计

为了综合分析优化解的性能,讨论了参数不确定条件下电磁场逆问题的鲁棒优化性。分析了鲁棒优化设计方法,研究了鲁棒期望适值函数关键参数的估计方法。以寻求鲁棒最优解为目标,应用改进的禁忌算法,基于鲁棒性能期望适值函数,求解了典型数学问题和工程设计问题。通过计算比较叠加扰动最优解条件下的目标函数值偏差,其结果表明,该研究算法能够快速有效地搜索到鲁棒最优解。     

基于可拓理论的模块化设计方法研究

针对模块化设计理论难以工程实现的问题,提出了基于物元模型及可拓方法的产品可拓模块化设计方法。该方法首先在物元模型的基础上,结合模块自身特点,建立了模块物元与模块族物元,以有序三元组的形式规范化地保存了历史模块和模块族数据,并研究了模块物元的可拓性及其变换。然后运用可拓方法对模块物元进行变换与操作,既实现了对模块划分、模块检索与匹配,以及模块综合等模块化设计过程的形式化描述,又为模块化设计提供了新的思维方法。最后,给出了可拓模块化设计方法在导弹产品开发中的应用实例。     

基于应变传递理论的光纤传感器优化设计

联系传感器应用的作用机理,根据变形传递方式的不同,对工程中常用的光纤传感器进行了系统的归类分析。基于应变传递理论建立了应变传递系数与测量允许误差的关系,并以此为优化控制方程得到了满足工程测试精度要求的传感器最佳取值,给出了各类传感器具体的优化设计方法及优先设计指标。研究结果表明:基于应变传递理论的优化设计方法较适用于依靠界面剪应力传递变形的光纤传感器,其优先设计指标依次为粘贴(感知)长度、层间粘结强度、保护层弹性模量和半径、粘贴层厚度;端部扩径型传感器的优化设计则因其应变传递系数能较准确和便利地通过标定试验获取而不依赖应变传递理论,且无明显的优先设计指标。本文充分考虑了传感器工程应用的实际状态,以测试准确性为核心,从力学作用机理角度对传感器进行了较全面和系统的分析,其研究结果可以用于指导工程化光纤传感器的应用设计和标定测试。     

基于遗传机理的机构构型设计系统的研究--机构创新设计系统研究之四

将生命科学的遗传机理应用于机构创新设计之中，采用适合描述机构型式的染色体编码方法，用生命进化机制模拟机构的演变，产生符合设计要求的机构型式，并实现了设计过程的自动化。     

基于产品再设计理论的家电产品模块化设计方法

产品再设计是在产品生命周期的开始就需要考虑其可能带来的环境影响,通过设计使产品对环境影响降为最低。模块化设计以其能缩短产品开发周期,快速响应市场变化,相对延长产品生命周期等优点,得到越来越广泛的运用。将产品再设计理论中的再制造思想与模块化设计方法有机结合,用于家电产品的开发设计中,可同时满足家电产品的功能属性及环境属性。     

采用灰色系统理论的家电产品设计综合评价

在对家电产品设计综合评价进行分析的基础上,分析家电产品设计综合评价模块,构建家电产品方案设计综合评价的指标系统,最后运用灰色关联分析法对家电产品设计进行综合评价。实例表明,该方法能够很好地评价家电产品的设计水平。     

基于熵理论的威布尔分布零件模糊可靠性设计

模糊可靠性设计是将模糊设计理论与可靠性设计理论相结合的一种现代设计方法。但模糊设计理论中的隶属函数上、下界的确定主要依据经验性的扩增系数法。引入熵理论,可以在不完全依靠设计者经验的前提下对服从威布尔分布的零件设计的可靠性模糊程度进行数值计算,定量描述隶属函数上、下界与可靠度的关系,以据此理论,对零件进行了模糊可靠性设计,为机械模糊可靠性设计提供了新方法。