减速器的优化设计

减速器常规设计常忽视设计的优化问题,使得机构自重大,成本高.本文根据优化变量的特点,采用了离散变量的组合型优化方法对减速器的设计进行了优化,减少了加工余量,降低了生产成本.     

基于参数化的DVG850主轴箱敏感度分析

在对零部件进行优化时,必须人为输入一些设计变量,但给定的设计变量往往是粗略估计,范围或大或小,有时甚至会造成模型的干涉使优化失败.因此在优化前进行了敏感度分析,将设计变量参数化并进行筛选,找出影响设计目标的主要设计变量,删除不合理尺寸区间,避免了错误的发生、减少了分析时间、提高了优化速度和准确性,为最终实现最优化设计提供了条件.     

双级蜗杆减速器的优化设计

以双级蜗杆减速器的蜗轮蜗杆体积最小作为设计目标,建立了目标函数、设计变量和约束条件.应用约束非线性混合离散变量优化方法对减速器进行优化设计,得出了优化结果.实例计算表明,采用约束非线性混合离散变量优化方法得出的优化结果明显好于常规设计方案.     

基于ADAMS的牛头刨床摆动导杆机构速度平稳性优化设计

采用了ADAMS参数化优化的设计方法,对牛头刨床切削运动导杆机构进行速度平稳性的优化,以运动点的坐标值作为设计变量代替杆长,将各个坐标值进行了参数化处理,建立了牛头刨床机构参数化模型,将各个设计变量对速度的敏感度进行了测试,得到并判断出关键设计变量,在优化计算中确定了各个关键设计变量的最优参数,最终得到了速度平稳性良好的牛头刨床尺寸参数.     

基于随机有限元的立柱可靠性形状优化设计

基于确定性有限元分析的结构形状优化没有考虑设计变量的随机性,不能够反映结构的真实状况.为解决这个问题,将可靠性设计的概念引入结构形状优化中.通过考虑设计过程中各变量的随机性,利用随机有限元方法,更加真实地模拟结构形态.并通过算例验证该方法的可行性.     

复合材料控制臂的多区域铺层结构优化

使用碳纤维复合材料设计某乘用车悬架控制臂,对4个区域的铺层结构进行优化设计.首先以各角度铺层厚度为设计变量对控制臂模态频率、质量和各工况应变能进行优化;然后以前三阶模态频率为目标,弯曲刚度参数作为设计变量优化铺层顺序.针对设计变量间存在的工艺约束条件使样本空间不规则且优化变量较多的问题,利用聚类分析进行试验设计确定训练近似模型需要的样本点,并用高斯过程回归方法建立近似模型以减少计算时间,验证模型R2在0.9以上.两步优化后,对比复合材料初始铺层各性能指标均有不同程度改善,复合材料质量减少11.4％;对比原钢制控制臂,各性能均满足要求,质量降低37.1％.     

最优化设计中的变量选择与处理

基于优化速度的提高是任何优化模型都无法回避的主要问题,文中首先提出了选择设计变量的替换法和消元法;其次提出了离散变量的类型转换和变量惩罚的两类并行处理方法.并从理论和实际上验证所述的变量选择、离散处理方法的正确性和通用性.     

基于可行方向序列无约束极小化技术外点法的改进协同优化策略

指出准协同优化策略(Collaborative optimization,CO)存在的数值缺陷及其原因.针对系统级优化不满足Kuhn-Tucker条件所导致的计算困难,提出一种基于可行方向序列无约束极小化技术(Feasible direction sequential unconstrainedminimization technology,FD-SUMT)外点法的改进协同优化策略(Enhanced collaborative optimization with FD-SUMT method,ECO-FSM).在系统级优化中使用FD-SUMT外点法,该方法不依赖Lagrange乘子并且能够将系统级设计变量限定在设计变量可行域内,避免传统SUMT外点法设计变量越界所导致的异常.利用学科间动态不一致信息更新系统级优化中的罚因子以加速学科间的协调.利用测试问题检验ECO-FSM的性能,并与其他的CO进行比较研究.研究结果表明ECO-FSM消除了系统级优化中设计变量越界的现象,收敛性、数值稳定性以及收敛速度得以显著提高.将ECO-FSM用于亚声速喷气式客机总体方案优化设计,优化结果表明ECO-FSM具有工程实用性.     

机床床身结构优化设计方法

结合基于近似模型的尺寸优化及拓扑优化技术,提出了机床床身结构优化设计的策略.首先以床身结构的刚度和基频为设计目标,以床身内部横隔板间距及厚度、垫铁间距为设计变量,通过中心复合设计法生成实验所需的设计变量的样本点,对生成的样本点进行有限元分析得到样本点的响应,借助最小二乘法建立近似模型二阶响应曲面.采用折衷法建立多目标优化模型,并用遗传算法进行求解.在此基础上,采用密度法对床身结构进行拓扑优化.实例计算结果表明,优化后床身质量减轻了4.45%,而刚度提高了5.8%.     

不确定参数结构的区间优化方法

针对不确定参数结构,提出一种结构区间优化设计方法.由于区间优化问题一般要比确定性优化问题的求解复杂得多,因此,通过优化结构动力响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题.区间优化方法可以得到比传统确定性优化方法更多的优化信息.把该方法应用于典型桁架结构,优化结果表明,区间优化方法不仅能得到与传统优化方法大致相当的设计变量最优值,还能得到目标函数相应于设计变量最优值波动时的一个变化范围.