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。     

汽车钢制车轮的响应面法优化设计

针对汽车钢制车轮研发周期长和生产成本高的问题,以15×5J钢制车轮为例,基于ANSYS Workbench 19.2软件完成车轮重要尺寸的参数化建模并创建车轮弯曲疲劳试验有限元模型,采用优化空间填充设计法,生成车轮重量及Mises应力的试验数据,获得车轮重量及应力响应面,最终在短期内成功确定车轮最优轻量化数模并应用于生...     

基于响应面-遗传算法的MCM-BGA芯片散热优化设计

为了解决芯片结温过高而导致的热失效问题,以某通信用的多芯片组件MCM-BGA为例,对MCM-BGA芯片温度场热分布和热量传递路径进行分析,确定了芯片的主要热传递路径,发现影响芯片结温的主要因素有环境对流换热系数、基板厚度、基板导热系数、焊料层厚度、封装外壳等;并基于响应面法试验设计,采用CCD（中心复合设计）选取并构建了自然对流系数、基板导热系数、基板厚度、焊料层厚度与多芯片组件的最高结温之间的数学模型,通过仿真验证了该模型的准确性和有效性;然后采用遗传算法对该数学模型进行优化设计,获得了芯片各参数优化的最佳组合。当自然对流换热系数为60 W/m2·k、基板导热系数为32 0W/m·k、基板厚度为1.4 mm、焊料厚度为0.16 mm时,MCM-BGA最高结温具有最小值,使多芯片组件MCM-BGA最高结温降低了7.375%。     

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。     

基于响应面法对自攻螺钉连接强度的研究

FDS无屑自攻螺钉作为一种薄板连接紧固件在新能源汽车制造行业中应用广泛,针对螺纹孔冷挤压成形质量对自攻螺钉连接强度的影响,利用Box-Behnken法对自攻螺钉冷挤压工艺进行研究。通过响应模型、数值模拟和试验三者相结合的方式对锥台斜角、挤压速度、锥台高度和摩擦系数与成形质量及成形载荷间的关系进行研究,获得最优参数组合：锥台斜角20.16°、锥台高度6.12 mm、挤压速度616.28 r/min和摩擦系数0.36。通过试验验证此种最优参数下螺纹连接强度好,螺纹牙形饱满,能够有效降低成形载荷。     

响应面法的温差发电器优化设计

为提高温差发电器的发电效率,同时保证整机轻量化,提出了以发电器结构参数为设计变量,以质量、排气背压和发电片两侧温度差为目标函数的整机多目标优化设计方案。首先利用中心复合设计法、有限元法分别进行设计点的选取与计算。其次利用响应面法构建设计变量与质量、温差、排气背压三个响应量的响应面模型,并进行了灵敏度分析。通过多目标遗传优化算法进行基于响应面模型的多目标优化,优化后温差发电器的发电效率提高了7.3%。最后对优化结果进行了可靠性验证。     

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。     

基于响应面法的W型封严环型面优化设计

对W型封严环开展封严环全参数显著性分析,得到各参数（径宽W、壁厚t、波峰R1、波谷R2、外切圆R3、接触圆R4等共计11个参数）对封严环回弹率、最大等效应力及接触应力的影响规律,并筛选出最显著参数。由于各参数的影响关系存在着耦合现象,为了考虑各参数对封严环综合性能的影响,采用响应面法对封严环最显著参数进行优化设计,结果表面：采用响应面法得到的型面在降低最大等效应力、保证密封性能的基础上,回弹率提升了55.22%。     

基于响应面法的爬壁机器人多目标优化设计

为满足爬壁机器人在工作过程中高强度、轻量化的设计要求,提出一种基于参数相关性筛选的多目标优化方法。将爬壁机器人底盘以及侧挡板的5个参数作为设计变量,经过参数相关性分析,筛选后得到对机器人结构性能影响灵敏度较高的3个设计变量,以质量最小、位移变形最小和应力最大为优化目标,经过多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到二项式响应面模型,采用非支配排序遗传算法对爬壁机器人机身进行多目标优化。结果表明,经过参数相关性筛选后,计算量大大减少,机身质量减少1.7 kg,最大位移变形减小0.1 mm,最大等效应力减少1.36 MPa,模态固有频率增加,避免共振现象。     

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。     

基于双响应面模型的6σ稳健设计

双响应面法是通过试验设计分别构造响应均值和方差的近似模型，并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对实验设计方法、响应曲面模型建立以及优化策略等进行分析。为实现质量管理与产品设计的协调，将质量工程中的6σ理念与双响应面法相结合，提出基于双响应面模型的6σ稳健优化设计方法。与传统优化方法相比，该方法不仅提高了优化效率，而且提高了设计的可靠性和稳健性。将其应用于结构优化设计和金属板料的拉深成形优化设计，均获得良好的结果。     

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。     

基于响应面模型的机床伺服系统PID参数整定

数控机床伺服系统的性能是数控机床可以达到的加工效率和加工精度的决定因素。因此在静态设计之后必须进行动态仿真和校正设计。由于PID(proportion-integral-differential)控制器具有原理简单、使用方便、适应性强和鲁棒性强等特点,采用PID控制器作为校正装置。在均匀设计的基础上,采用二阶响应面模型拟合性能指标超调量和上升时间与控制器参数之间的关系,经假设检验说明该模型显著性非常明显。利用遗传算法分别针对2个指标寻找最佳的控制器参数,计算上升时间的最小值为0.077 s,实际仿真时间为0.12 s;计算超调量的最小值为0.063%,实际仿真结果为1.24%。利用叠加等高线图,寻找同时满足2指标的最优控制器参数。说明采用响应面模型优化PID控制器参数是合理可行的。     

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...     

基于连续响应表面法的汽车结构耐撞性仿真优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业重要的研究内容.耐撞性的优化涉及到材料与结构的众多参数,传统的设计、仿真及碰撞试验往往只能在一定程度上改善结构的碰撞性能,而无法达到限定条件下的最优状态.为解决汽车碰撞的优化问题,文中采用连续响应表面方法,通过变量筛选技术和一阶线性响应表面模型,并结合非线性有限元程序进行全局寻优.汽车前端结构的耐撞性优化表明,该方法具有较高的精度和稳定性.     

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...     

基于响应面法的剪力板阻尼器设计优化

为了提高剪切面板阻尼器(Shear Panel Dampers,SPD)在大塑性应变范围内的稳定性和变形能力.利用响应面法对SPD进行优化,采用有限元法对不同宽度和厚度的SPD进行分析,并选取应变集中系数作为优化目标,当迭代计算收敛时,得到了SPD的最佳参数,并通过试验验证.试验结果表明,基于响应面法的优化后的阻尼器能...     

基于热流体动力效应的机械密封优化设计

机械密封端面间的热流体动力效应受介质物性、密封环尺寸和材料以及工况条件等诸多因素的影响.在液膜摩擦热与端面热变形耦合分析的基础上,研究热流体动力效应的形成机理.在考虑热流体动力效应的前提下,以提高液膜承载力、减小泄漏率为目标,提出一种新的机械密封设计方法.依据该方法,可获得机械密封环传热性能最优时的几何尺寸,并可根据承载力和泄漏率的要求确定改形位置的半径R和改形扩散角.所设计的机械密封具有较高的承载能力和良好的密封性能.     

基于约束网络的机械产品设计方法原理

将产品设计看作为约束满足问题,提出基于约束网络的产品设计方法。通过对设计过程中涉及的变量和约束进行研究,并结合设计环境和设计本体系统理论,抽象出设计约束系统表达设计实质。对产品设计过程中的约束进行分类,通过用图论表示并进行网络构造,在统一约束机制下通过网络运算获得设计链。提取设计链信息得到概念设计方案,为实现机械产品设计自动化提供新途径。