基于响应面法的炮口制退器优化研究

为研究炮口制退器综合性能,建立某型火炮带炮口制退器的炮口流场动力学模型,考虑梯形上底边长、扩张半角、梯形的倾斜角和制退器喷口内侧长等结构因素,以制退器效率和炮手位置的冲击波峰值表征炮口制退器综合性能,进行验证、仿真和分析.并且基于正交设计法建立输入输出样本对,利用响应面法,得到设计参数与性能指标之间的非线性映射关系,构建炮口制退器综合性能目标函数,从而可以为炮口制退器综合性能的优化提供一定依据.     

基于响应面法的整车操纵稳定性多目标优化

针对某轿车操纵稳定性较差的问题,利用ADAMS/Car据实车参数建立整车多体动力学模型,并利用相同工况下模型仿真与实车试验结果进行对比验证,确定模型的精确性.在此基础上对多个参数进行操纵稳定性对比分析,经分析发现前轮定位参数和悬架弹簧刚度等参数对汽车的操纵稳定性影响较大,以此为设计变量,采用响应面法结合统一目标法对汽车的操纵稳定性进行多目标优化,以此来提高该轿车的操纵稳定性.结果 表明,该方法对汽车的操纵稳定性优化效果显著.     

基于中心点精确响应面法的板壳结构优化

对响应面方法中两个最为关键的概念——近似函数及试验设计做了简单描述,选择线性函数作为约束条件的近似函数形式,并对位移和应力约束作不同处理,位移约束不合常数项,而应力约束含常数项。提出了一种适合建立一阶形式响应面并使结构分析次数最少的试验设计方法——中心扩展法。求解响应面时在最小二乘法的基础之上作了改进,提出中心点精确响应面法,使拟合的响应面中心点处的响应值精确等于有限元分析值。最后通过数值算例说明改进后的响应面法对于板壳结构优化的可行性和优越性。     

响应面法与遗传算法相结合的注塑工艺优化

应用田口方法进行试验设计,应用计算机辅助工程技术对注塑成形过程进行了分析,建立了注塑成形工艺参数与翘曲度关系的代理模型——响应面模型,对模型进行了验证研究,将响应面法与遗传算法相结合进行了注塑工艺参数优化。结果表明,响应面模型是准确可靠的,将响应面法和遗传算法相结合,可有效提高运算速度和优化效率。     

基于响应面法的丢手释放接头优化设计

为优化丢手释放接头的结构强度和重量,提出以应力和质量为目标函数的多目标优化设计方法.将响应面设计方法与有限元数值分析结合,建立了应力和质量关于结构参数的响应面模型,分析了参数间的交互效应.基于响应面模型,通过多目标优化分析获得了释放接头的最佳结构参数配置.优化后的结构应力下降19.5％,而质量增长较小.数值及实验验证表...     

基于响应面法的25钢数控车削工艺参数多目标优化

基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.5mm;对应的切削力为165.95N,表面粗糙度为0.918μm,加工时间为5.44s;研究结果对基于数控车削工艺技术的参数优化有一定的参考价值。     

基于响应面法的载货汽车平顺性优化

针对传统的载货汽车动力学模型在整车平顺性仿真分析时,存在的仿真精度低、仿真效率慢等问题,应用Hyper-Mesh 软件建立柔性车架,导入到ADAMS软件中建立刚柔耦合整车动力学模型;并通过实车道路试验,验证所建立的刚柔耦合整车模型的正确性.选取驾驶室前、后悬置参数和前、后桥处的减振器特性曲线参数为设计变量,通过灵敏度分...     

基于响应面法的挖掘机装载动作协调性优化研究

液压挖掘机装载动作的协调性对其系统工作效率影响显著。为改善装载动作的协调性,构建了基于响应面法和带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II,NSGA-II)的多目标优化方法,结合AMESim软件和Virtual. Lab软件搭建仿真模型,深入研究马达排量、溢流压力、减速比以及动臂液压缸直径等关键参数与装载动作协调性之间的关系,并建立了相应的多目标优化函数。研究结果表明:对液压挖掘关键参数进行多目标优化后,其协调性提升了26. 42%,研究结果可作为挖掘机优化设计时液压元件选型的参考。     

基于响应面法的高温应变计敏感栅结构优化研究

高温应变计是航空发动机重要的研保条件,为满足其更高的使用要求,对高温应变计敏感栅结构参数进行了优化。 首 先,采用有限元计算方法分析了考虑温度误差后敏感栅栅丝长度、栅丝间距和栅丝弯数对测量误差和疲劳寿命的影响;然后,基 于响应面法建立了测量误差和疲劳寿命响应面模型,利用多目标灰狼算法进行了结构参数优化设计,得到了 Pareto 最优解集; 最后,根据优化结果制备高温应变计进行了高温振动疲劳试验。 研究结果表明,不同参数组合的敏感栅结构对高温应变计的性 能影响不同。 结合高温应变计制备需求与性能对比来评估得到的 Pareto 最优解集,得到了一个最优敏感栅结构。 高温下优化 后的应变计疲劳寿命较优化前相比提升了 30. 4% ,优化效果显著。     

基于响应面法的麦弗逊悬架优化设计

用响应面法对麦弗逊悬架结构参数进行优化设计。基于多刚体动力学软件ADAMS构建麦弗逊悬架模型;在ADAMS/Insight模块中用析出法得到影响各定位参数的主要因子;接着,采用响应面法建模的中心组合设计法仿真得到响应面模型方程。并依据结果进行悬架系统的优化研究。     

基于面心组合的排气歧管响应曲面优化设计

为解决发动机排气歧管结构优化通常采用单因素控制变量法或正交试验法带来的参数交互作用不显著等局限问题,采用中心复合试验设计(Central Composite Design)方法中的面心组合法构建响应曲面优化.以某重型载货汽车的发动机排气歧管为研究对象,实现了排气歧管38组结构参数的快速匹配,建立了多项式数学模型,得出了...     

基于响应面法传动直轴疲劳寿命优化

针对传动轴提前发生疲劳失效问题,开展对应力状态及寿命的研究,通过对实测载荷的分析,得出传动轴提前发生疲劳失效的原因是左右两侧花键输出载荷不一致,利用有限元软件建立传动轴有限元模型,得到传动轴右侧齿根处应力最大,是传动轴的薄弱部位.采用响应面法和遗传算法对传动轴的结构参数(齿根圆角、花键过渡圆弧及光轴圆弧槽深)进行优化,...     

基于扫描面的汽车覆盖件工艺补充设计

工艺补充面与压料面是覆盖件模具冲压成形的重要技术。大量试验及CAE仿真结果已经充分证明:补偿面和压料面的形状和形态对板材的成形性影响很大。在以往的覆盖件模具设计过程中,用户都是凭借设计经验,在三维CAD软件中手工地构造和生成这种补充面与压料面,其设计效率很低。针对曲面生成的难点,提出了基于B 样条扫描曲面的工艺补充设计方法,论述了扫描曲面的生成原理及实现方法。根据覆盖件成形特点,给出了基于扫描面的工艺补充和压料面生成算法。并结合实例编制了相应的程序,论证了其可行性。与在有限元网格意义下的生成方法比较,最大的优点是:提出的生成方法可以直接用于进行数控加工,同时,许多自动化和自适应的设计过程又能够明显提高设计效率。     

基于响应面法的反铲液压挖掘机工作装置多目标优化设计

为提高反铲液压挖掘机工作装置的综合性能,综合考虑理论挖掘力、静态强度、动态性能的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了多目标优化设计。在Ansys Workbench中对工作装置进行了强度分析和模态分析。使用最优拉丁超立方试验设计和响应面法建立了动臂强度、斗杆强度、工作装置质量、1阶模态、2阶模态的近似模型,提高了优化效率。使用NSGA-Ⅱ算法对工作装置进行了多目标优化设计,获得了Pareto解集。优化结果表明在满足约束的情况下工作装置质量下降、动态性能提高、理论挖掘力增大,提高了工作装置的综合性能。     

基于响应面法的牙轮钻头球面浮动套优化设计

为了提高牙轮钻头滑动轴承的寿命,消除球面浮动套的边缘应力集中现象,采用响应面法与有限元方法相结合对球面浮动套圆槽结构进行全面的优化。建立以浮动套外球面、内表面的接触线上中间应力σ_m与端部应力σ_e差值为目标函数,分别为σ_1、σ_2,以圆槽圆心到浮动套内表面的距离h、圆槽的半径r、圆槽圆心到浮动套端面的距离t为设计变量的优化数学模型。通过对模型的回归分析,求得圆槽的最优控制参数:r=0.53 mm、t=0.07 mm、h=1.10 mm。运用有限元仿真分析对最优结构参数进行可靠性验证,结果表明,优化后的球面浮动套内表面和外球面的接触应力分布较为均匀,降低了边缘应力的集中。     

基于响应面方法的可靠性灵敏度分析方法

简要叙述应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有响应面函数的特点)的过程。提出利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,并推导了计算公式。该方法的优点是：① 可用于极限状态函数未知的情况。② 此极限状态函数是形式简单的二次多项式,便于实现方差和偏导计算,使可靠性灵敏度的计算简单易行。③ 该极限状态函数包括一、二次项和交叉项的信息,使可靠性灵敏度的计算精度大大提高。④ 通用、规范,易于实现程序化。最后计算航空发动机附件传动机匣散热的可靠度及各个变量的可靠性灵敏度,为附件传动散热系统的设计提供了理论依据,算例表明了所给出的计算公式的正确和有效性。     

基于响应面模型的刀口金属密封结构稳健设计

密封是危险品包装容器设计中的重要环节,合理确定密封结构设计参数是实现可靠密封的前提。基于有限元仿真,通过单因素数值试验分析,确定满足密封判据的刀口金属密封结构设计参数取值范围。采用均匀设计建立以设计参数为变量,有效密封面宽及最大接触压力为响应的二阶响应面模型,针对设计参数的扰动,结合多目标优化方法,在优化模型上增加表征目标函数稳健性的灵敏度附加项,并对约束条件进行稳健可行性调整,通过求解,得到结构较稳健的设计参数组合。     

基于双重响应面法的涡轮叶盘蠕变可靠性分析

为了精确有效地解决高温蠕变状态下多种失效模式共存时的综合可靠性分析的问题,运用双重响应面法(Dual Response Surface Method, DRSM)对航空发动机涡轮叶盘进行了可靠性分析。通过蠕变试验数据确定材料特征参数;将叶盘结构的燃气温度、材料密度、弹性模量和工作转速作为输入变量,基于建立的叶盘有限元模型,结合有限元法对其进行热-结构耦合分析得到叶盘应力和应变;利用拉丁超立方抽样技术小批量抽取样本,建立涡轮叶盘的应力和应变双重响应面数学模型;运用蒙特卡罗联动抽样技术对双重响应面数学模型进行大批量抽样,完成叶盘结构的综合可靠性分析。分析结果表明:涡轮叶盘高温蠕变综合可靠度为0.985 6;方法比较显示:双重响应面法在保证计算精度的同时明显提高了计算速度。     

基于数值分析的塑料挤出模优化设计方法研究

以比例间隔法和射线法相结合的办法建立面向CAE的挤出口模的参数化模型,在对其进行三维数值分析得出流道内压力和速度分布的基础上,以口模出口处型材截面上各子区域平均流速相等为优化目标,基于有限元分析结果和参数化流道模型建立目标函数的数学模型,对模具的一些重要结构参数进行设计优化,优化结果可以直接映射到参数化模型,实现了CAE/CAD的直接集成。通过一个算例的分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于响应面和遗传算法的C型梁确定性多目标轻量化设计

针对大客车空气悬架关键结构件C型梁的轻量化设计问题.首先,基于参数化计算系统建立起符合实际T.况的有限元模型,并完成最大等效应力、弯曲刚度和疲劳寿命分析,然后,采用中心复合设计试验方法,并基于全二阶多项式对响应面模型拟合,根据灵敏度分析筛选设计变量.最后,以质量最小和弯曲刚度最大为目标函数,同时以最大等效应力和疲劳寿命...