基于改进多目标遗传算法的变截面涡旋盘优化设计

在涡旋盘优化设计中，分析了遗传算法容易早熟、后期搜索效率低且仅以几何性能最佳为目标进行优化设计的涡旋盘力学性能较差等缺点，提出了基于改进多目标遗传算法，综合考虑力学性能和几何性能的变截面涡旋盘多目标优化设计方法。针对由基圆渐开线-高次曲线组成的变截面涡旋盘，应用微分几何理论对涡旋型线进行参数化表达，通过分析涡旋型线解析构成形式，确立了以动涡旋盘所受轴向气体力最小和压缩比最大为设计目标的多目标优化设计，得到了Pareto非劣解集。将非劣解集中的涡旋盘与传统变截面涡旋盘相比，其最大轴向气体力减少了25.53%，压缩比提高了4.36%。     

基于modeFRONTIER的离合器碟形弹簧多目标优化设计

分析了离合器碟形弹簧的工作特性,以在摩擦片极限磨损范围内碟形弹簧工作压紧力变化量的平均值最小及碟形弹簧体积最小为优化目标,运用统一目标函数法建立多目标优化设计数学模型,利用modeFRONTIER优化软件进行优化计算.结果表明,优化后碟形弹簧的相关性能得到显著提高,目标函数值分别下降了36%和6%.modeFRONTI...     

基于复杂工程约束的车身梁截面优化设计

通过对车身梁截面设计约束问题的研究,将车身薄壁梁截面形状优化设计问题和截面的材料、厚度等离散参数优化问题耦合起来。以工程设计中的可装配性和可制造性为设计约束,建立车身梁截面多目标优化方法。该方法以车身梁结构性能、成本、质量为目标,通过对梁截面形状进行独特的编码,实现以梁截面的形状、厚度、材料为设计变量的多目标优化模型,该模型采用NSGA-II遗传算法实现了多目标优化问题计算。基于该方法实现相应的软件模块并建立材料参数与厚度数据库。实例证明,该方法既可用于车身概念设计阶段确定满足设计目标且符合工程要求的梁截面形状参数,也适用于详细工程设计阶段对现有车身截面进行局部优化以增加车身刚度和减小部件质量。     

基于可制造性约束的车身变截面梁关联优化设计

在车身主断面设计过程中,变截面梁的设计一直存在较多问题,其形状设计受到结构性能和可制造性因素的多重约束。文中对车身变截面梁的设计问题进行了研究,通过构造基于工程约束的形状优化关联设计变量,建立了车身薄壁结构的多截面关联优化设计算法,实现了考虑可制造性约束的变截面梁优化设计方法,还可支持多种材料设计。同时提出了适合工程优化的最优解选择评分公式,实现了最优解的自动选取。该方法既可以应用于正向设计过程中车身主断面的变截面梁轮廓线的确定,也可对现有梁的结构性能的改进优化,实现制造成本降低和车身轻量化设计。文中给出具体的变截面梁关联优化算法,并通过某车型B柱截面优化实例验证了该算法的有效性。     

白车身典型截面及轻量化设计

白车身典型截面的设计直接影响着整个白车身各项性能,在概念设计阶段,传统方法对如何设计典型截面具体尺寸可以提升白车身弯扭刚度、模态性能没有明确方向,对提升性能同时控制车身质量也没有系统研究。通过对标杆车白车身不同位置的典型截面设置几何参数,得到不同参数截面下白车身弯扭刚度、模态及质量的灵敏度结果,进而根据灵敏度结果,经过多轮多目标优化,提升弯扭刚度、模态,降低车身质量,在概念阶段给典型截面尺寸设计提供量化指导方向。该方法已经应用于传祺系列车型的开发应用中,实现了典型截面设计指导和减重降本的效果。     

基于遗传算法的生产线多目标优化研究

AGV(automatic guided vehicle)作为物料运输的载体,使生产线物料按节拍流动,是产线设计的关键部分。针对产线初步规划方案中AGV的数量、配送量及速度参数未确定影响产线最佳方案设计的问题,将产线产品生产周期、暂存区总容量、设备平均利用率及AGV平均利用率作为多个目标。采用全因子试验方法,探究AGV的数量、配送量及速度3个因素对多个目标的影响及其变化规律,确定关键因子与优化目标。建立多目标数学模型,采用遗传算法求解,调整并行工序数量,获得优化方案并仿真验证。研究结果表明:该方法能够有效求解问题,使作业的AGV数量减少至1辆,提高资源利用率,降低企业投资成本。     

双曲肘合模机构的多目标优化设计

分析了双曲肘合模机构的运动特性和力学特性,采用多目标模拟退火优化算法MOSA(MultiObject Simulated Annealing),基于多目标优化平台modeFRONTIER,以合模油缸推力和机构总长度为目标函数建立多目标优化设计模型,对双曲肘合模机构的关键结构参数进行多目标优化计算.结果表明,优化后合模油...     

基于遗传算法的锻压机床多目标优化设计方法

提出了一种基于遗传算法的锻压机床优化设计方法,并基于该方法开发了一个以多目标参数优化系统为核心的优化设计平台。该设计平台综合运用了Pro/E的建模及分析计算能力和MATLAB的数学分析处理能力,使得在该优化平台上进行的优化设计既可以保证以精确的实体模型的分析结果为指导,又能基于遗传算法进行多参数多目标协同优化,从而提高了锻压机床的设计效率和优化效果。以某锻压机床为实例,验证了该平台的有效性和可靠性。     

基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化研究

针对汽车白车身试验设计运行时间长、近似模型拟合精度低的问题,以某商用车驾驶室为研究对象,提出了一种基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化方法。首先,在SFE-Concept中建立了驾驶室的隐式参数化模型,通过与经过验证的有限元模型进行对比,完成了对该模型的精度验证;然后,利用HyperMesh分析了驾驶室梁截面力学特性,找出了梁截面的控制因素,采用比例向量法对截面形状进行了控制;并结合HyperMesh、HyperMorph分别对驾驶室零件厚度和梁截面进行了灵敏度分析,在试验设计之前筛选出了关键优化变量;最后,构建了驾驶室的径向基—响应面混合近似模型,并且采用第二代遗传算法对驾驶室进行了多目标优化。研究结果表明:经多目标优化后,驾驶室质量下降了16.5 kg,减幅达5.4%,一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率基本不变,弯曲刚度提升15.3%,扭转刚度提升7.7%;该结果说明商用车驾驶室目标优化效果较佳。     

基于隐式参数化设计的车身焊点布局优化研究

对基于分析驱动设计的白车身焊点布局多目标优化进行研究.首先建立隐式参数化白车身关键零部件模型,以实现有限元模型的快速更新,并验证其准确性.利用Isight优化平台集成参数化模型和相关计算模块实现后台全自动运算功能.以焊点数量最小,扭转刚度最大为目标,焊点的间距为设计变量,采用NSGA-Ⅱ算法对白车身进行轻量化多目标优化...     

卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力分析及多目标优化设计

卵形截面钢丝螺旋弹簧如今广泛应用于发动机气门弹簧、离合器弹簧等领域.基于弹性理论,对卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力进行分析,提出一种切应力计算方法.弹簧截面扭转基本方程为非齐次偏微分方程.通过换元法、分离变量法及Fourier展开法得到截面扭转切应力,基于半逆解法得到弯曲情况下的切应力,将修正后的扭转切应力和弯曲切应力叠加得到总切应力.通过有限元仿真,验证了计算方法的正确性.基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法(a fast elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)和上述切应力计算方法提出了一种卵形截面钢丝螺旋弹簧多目标优化设计方法.优化结果表明,该方法可以为卵形截面钢丝螺旋弹簧的设计提供参考.     

车身复杂曲线匹配优化问题研究

在汽车白车身的过程中，往往会遇到两个具有复杂曲面轮廓的三维零件的匹配校园优化问题，为此提出了一种新的解决三维曲线空间匹配位置优化的优化算法，通过构造适当的优化具有目标函数，提高优化求解的收敛速度，增强该算法的实用性和灵活性。最后讨论了该遗传算法的具体结构和改进的算法。     

多目标优化的求解方法与发展

本文首先介绍了传统多目标优化求解方法和改进;对遗传算法,模糊优化,神经网络等算法在多目标优化中的应用做了介绍;最后介绍了满意度.     

基于P1N1植物生长算法的车身梁截面快速优化

为了在概念设计阶段快速有效地实现车身梁截面的优化设计,提出一种基于P1N1植物生长算法的截面快速优化方法。该方法结合汽车车身关键截面数据库,同时考虑了车身造型、内部空间、基本性能、制造工艺等方面约束条件。通过提取出截面数据库中的截面节点坐标以及截面性能参数,将数据库中梁截面的节点坐标作为设计变量,导入到P1N1植物生长优化算法中进行优化,从而控制梁截面的形状。建立基于P1N1植物生长算法的相关数学模型,并编制了相应的程序,通过算例验证了该方法能够高效实现车身梁截面的快速优化。     

基于协同优化和多目标遗传算法的车身结构多学科优化设计

在汽车车身结构NVH和侧面碰撞安全性研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过试验设计制定试验方案并进行数据采样,构建考虑整车侧撞安全性、白车身模态、静态弯曲刚度、扭转刚度和轻量化等性能的响应面近似模型,然后对车身结构分别进行确定性和可靠性轻量化单目标设计。最后,运用多目标遗传算法结合多学科协同优化对车身结构进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集。研究结果表明:可靠性优化设计较确定性优化设计而言,能考虑产品设计和生产过程中的不确定性因素,保证产品稳健性;车身结构的多目标优化设计全面考虑了车身结构轻量化、NVH和碰撞安全性能等多学科之间的耦合和解耦;设计者可按需选择其满意的优化结果,这将大幅缩减产品开发周期、降低产品开发成本。     

基于Kriging修正模型的铁路捣固镐优化

捣固镐是一种输出高频冲击运动的小型铁路养护机械.国内对捣固镐的设计理论研究较少,目前所采用的机械结构优化设计方法未充分考虑结构动态特性对综合性能的影响.本文提出了响应面模型的仿真实验方法,基于捣固镐零件的结构特点及仿真实验,结合Kriging插值思想和最优空间填充设计抽样构建了机械结构优化设计的初始代理模型;并通过全局...     

基于遗传算法的圆柱齿轮变位系数的优化选择方法

合理地选择和分配齿轮传动机构中两齿轮的变位系数，能较大幅度地提高其齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度，减轻齿面磨损及防止胶合，从而设计出承载能力大，效率高，体积小，重量轻的齿轮机构，鉴于遗传算法的特点，提出了基于CA的圆柱齿轮变位系数的优化方法，优化计算实例说明了该方法的可行性。     

基于理想时变截面的剪升机构支臂优化设计方法

对剪刀架举升机构支臂的设计,未在机构运动变化的背景下加以考察过。为此,提出一种基于理想时变截面的支臂优化设计方法。此方法通过一个支臂截面参数模型的建立及其变化过程的图像化,来实现支臂的优化设计。给出一种臂间构型剪升机构支臂的优化设计全过程:依据带有理想时变截面特性的支臂动态优化模型,进一步提出一系列的工程简化方案。针对得到的系列方案,在安全性、可加工性和结构质量等方面进行了对比分析,同时讨论了这些方案已有应用的实例及尚未应用实例的适用场合。基于理想时变截面的优化满足了基于力学优化的精确性,其后的工程简化则满足了可用性。论文提出的优化思想具有普遍性,可推广到其它机构的优化设计中。     

盘式制动器多目标优化的神经网络方法

本文应用神经网络，建立了盘式制动器神经网络优化设计的数学模型，实例表明此方法是可行的、有效的。     

基于多目标遗传算法的磁轴承结构优化设计

基于ANSYS Workbench的Exploration模块,在已知转子外径、工作气隙和工作电流的情况下,为最大限度提高磁轴承的承载力,利用多目标遗传算法对磁轴承的结构参数进行了优化设计。优化后的仿真结果表明,磁轴承承载力相比优化前有较大提升。