基于离散差分进化算法的齿轮优化设计

根据机械设计中大多数优化变量属于混合变量的实际情况,提出采用基于离散变量方法解决机械优化设计问题。开发了一种不同变量自由设置间距的离散差分进化算法,连续变量采用合适的微小间距,离散变量采用工程规定间距。结合机械约束处理的自适应罚函数方法,以典型机械产品———齿轮和齿轮轴重量最轻优化实例为例,进行数值实验。结果表明该算法可以非常方便地处理约束优化问题,与粒子群算法实验对比,具有较高精度和可靠性。离散变量优化结果无需作圆整后处理,避免了圆整处理带来的系列问题。     

基于强优弱劣机制组合算法的机械结构优化技术

针对当前多极值函数全局寻优问题中,各种优化算法虽具全局寻优能力但不能确保寻到全局最优的状况,在研究混合离散变量优化(MDOD)方法和正交网格法的基础上,提出了新的组合式全局寻优策略,以此来改进的MDOD方法和正交网格法进行有机组合,充分利用MDOD方法的高效率性和正交网格法的稳定性协同寻优。该算法应用于桥式起重机的结构优化,可强化各自的优点,弱化各自的缺点,与其他优化方法相比可更大地降低制造成本。     

混合离散变量优化设计的随机步长法

本文对机械优化设计中的混合离散变量的优化问题进行了探讨,提出了一种混合型或全离散型约束非线性规划问题的优化方法——随机步长法。经工程实例考核表明本方法较目前采用的离散变量连续化凑整解的处理方法具有较高的可靠性和有效性,而且本方法简单,易于程序化,便于工程技术人员掌握和应用。     

基于遗传算法的减速器混合离散变量优化设计

针对混合离散设计变量的非线性优化问题,提出了一种面向设计与制造的离散变量工程化处理方法,能简便而合理地处理工程实际中的混合离散变量的取值问题;引入两个定义,以此构造惩罚函数,简单而可靠.在此基础上,建立了一种改进的遗传算法,用来对混合离散变量非线性规划问题进行全局搜索.二级圆柱齿轮减速器优化设计实例表明,该算法普适性较好,全局搜索能力强.     

运用人工智能搜索策略对全滚动活齿传动进行参数优化设计

将人工智能搜索策略应用于全滚动活齿传动参数优化设计，针对设计中存在离散变量优化问题，提出了一种不同于传统数学规划法的方法，并建造了相应的面向对象专家系统。结果表明，专家系统在处理工程结构优化设计中普遍存在的离散变量和难以量化的约束方面有独到之处。     

改进的惩罚函数优化法

用优化方法解决离散变量的工程问题，可采用惩罚函数法。本文对离散变量惩罚函数法作了改进，并应用实例证实了其可行性，为工程优化问题提供了有参考价值的优化算法。     

基于混合非线性规划的混合式齿轮减速器离散优化设计

以工程实例(弧齿锥齿轮-斜齿圆柱齿轮三级减速器)为研究对象,构建混合式齿轮减速器优化模型,该模型中含有离散型变量(模数)、整型变量(齿数)和连续型变量(齿宽、螺旋角等),是一种复杂的混合非线性规划问题。在优化求解中,提出了一种新的优化求解算法,该算法实现了模数、齿数等变量的离散取值,弥补了以往优化设计中将离散变量作为连续变量求解的不足。优化结果表明:优化方案符合工程设计的需要,并在减小减速器体积、节省材料等方面具有显著的现实意义。该离散优化算法在上海振华港机的齿轮箱设计中得到成功应用,并作为相关设计的重要参考资料。     

基于无网格Galerkin法的灵敏度分析与形状优化

结构形状优化已经在工程应用中得到重视,将无网格法与形状优化相结合能够从根本上解决优化过程中出现的有限单元扭曲或畸变问题。为此在无网格Galerkin法的基础上,利用离散导数法,提出一种基于离散型的节点位移灵敏度分析方法,其中采用了拉格朗日乘子法来施加本质边界条件。该方法的最大优势是求解过程与无网格Galerkin法的求解过程相似,容易实现。另外对形状优化的数学模型和节点位移的设计速度域进行了讨论。采用具有解析解的实例,对所提出的灵敏度分析方法进行了验证,所得结果显示两者非常吻合。利用上述所建立的形状优化算法,完成了两个工程实例的形状优化设计。     

离散变量桁架非概率可靠性优化设计

相较于连续变量优化设计,离散变量优化设计能够给出更符合工程实际需求的结果.本文采用区间变量描述结构不确定参数,提出一种离散变量桁架非概率可靠性优化设计方法.首先,建立了以杆件横截面积为离散设计变量,以桁架重量为目标函数,具有非概率可靠性指标约束的结构优化设计模型.其次,采用分段惩罚函数对离散变量进行连续化处理,得到相应...     

基于局部自然邻近无网格法的形状优化

把自然邻近无网格法中控制方程的局部积分“弱”形式应用于连续型物质导数法灵敏度分析中,使用直接微分法导出了基于局部子域积分方程的连续型灵敏度分析公式,采用自然邻近无网格法对其离散求解,以获得各结点处的灵敏度信息。使用该灵敏度分析方法,把自然邻近无网格法与非线性规划理论相结合,采用约束变尺度序列二次规划法,构建了一种形状优化方法。算例表明,该灵敏度计算方法只使用离散结点信息,计算精度高,无需额外的背景积分网格,优化过程不需要网格重构,具有较高的收敛速度,使用较少的设计变量就可以获得良好的优化效果。     

圆柱螺旋压缩弹簧的多目标模糊优化设计

综合运用模糊数学理论和优化设计方法，建立起了基于模糊综合评判的圆柱螺旋压缩弹簧多目标模糊优化设计的数学模型，对圆柱螺旋压缩弹簧多目标模糊优化设计方法进行了探讨，并给出了设计实例，结果表明，基于模糊综合评判的圆柱螺旋压缩弹簧多目标模糊优化设计，是一种更具有工程实用价值的综合设计方法。     

圆柱螺旋弹簧的模糊优化设计与研究

将模糊优化方法应用于圆柱螺旋弹簧设计,建立了圆柱螺旋弹簧模糊优化设计的数学模型。求解该模型,可得到整体最优的结构设计方案,使弹簧在满足承载能力和强度要求条件下,可靠度最高、重量最轻。文中给出了设计实例。     

基于免疫算法的圆柱螺旋弹簧模糊优化设计

介绍了一种基于生物免疫原理的免疫算法及其在圆柱螺旋弹簧模糊优化设计中的应用。将模糊评判方法应用于弹簧优化设计中,建立了圆柱螺旋弹簧模糊优化设计的数学模型,并应用免疫算法对其进行了分析计算,求解结果体现了免疫算法的良好性能。     

基于多目标模糊理论的圆柱螺旋弹簧优化设计

综合运用模糊数学理论和优化设计方法,建立起圆柱螺旋弹簧的多目标模糊理论的优化设计数学模型,对圆柱螺旋压缩弹簧的优化设计方法进一步探讨,该方法被证实具有实际价值。     

基于MatLab的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计

针对传统优化设计的局限性,通过应用模糊设计理论和可靠性设计理论,建立了圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计的数学模型;给出了算例并采用MatLab对其进行优化。研究表明：模糊可靠性优化设计与MatLab相结合在弹簧的优化设计方面具有很好的应用效果。     

圆弧齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计

圆弧齿轮传动设计中,诸如工作应力、极限应力等设计参数及其影响因素很多都具有模糊性。为对模糊性进行定量分析处理,本文运用模糊论方法建立了以模糊可靠度等为约束条件,以体积最小为目标的优化数学模型。求解时,则采用了混合离散变量优化方法,以避免优化结果因齿数等离散变量圆整所引起的劣化。实例表明,模糊可靠性优化设计是一种更具科学性、更符合客观实际要求的设计方法。     

波浪补偿系统差动行星传动多目标模糊可靠性优化设计

将模糊可靠性设计应用于波浪补偿系统的差动行星传动装置优化设计,在一般优化设计方法的基础上,建立以波浪补偿系统差动行星传动机构“体积最小”、“径向尺寸最小”、“传动效率最高”、“行星轮轴承温升最小”、“外啮合膜厚比最大”和“外啮合齿根最大滑动率最小”等为分目标的多目标模糊可靠性优化设计数学模型,研究处理多目标优化问题的模糊决策方法以及基于遗传算法的混合离散变量离散化处理方法,得到多目标模糊优化问题的求解方法。结合实例进行分析计算,经对比分析得出模糊可靠性优化设计更接近工程实际的结论。     

基于智能单粒子算法与支持向量机的稳健优化设计

为了求解混合离散变量优化设计问题,通过引入粒子位置矢量的离散化处理方法,对智能单粒子优化算法(ISPO)进行改进,用MATLAB语言设计了求解混合离散变量优化设计问题的ISPO算法程序,结合支持向量回归机的应用,研究了平面尺寸链离散公差的模糊稳健优化设计问题,给出了稳健设计实例。设计实例表明了本文所提方法的有效性和实用性。     

离散模糊随机变量时模糊可靠性设计方法的研究

本文给出了模糊事件概率的另一种形式,讨论了离散模糊随机变量时模糊可靠性设计转化为常规可靠性设计的方法,指出了这种情况下现有的模糊可靠性设计方法是不合适的。     

基于改进遗传算法的离散公差模糊稳健优化设计

为了解决离散变量优化设计问题，采用了一种面向设计、制造的设计变量离散化处理方法。通过改进最优个体保护策略和混沌移民算子，并引入家族竞争遗传机制对基本遗传算法进行了改进。开发了混合离散变量的改进遗传算法程序LSGA2005，用该程序解决了箱体零件尺寸链的离散公差模糊稳健设计问题。实例表明，该算法全局收敛能力强，具有较好的实用价值。