多学科设计优化研究及发展趋势分析

多学科设计优化技术属于当前复杂系统设计研究中最新、最活跃的领域,受到越来越广泛的重视。在阐述多学科设计优化技术的定义与内涵的基础上,分析多学科设计优化技术的研究内容,综述了国外的研究现状并对国内外发展状况进行了对比分析,指出了目前多学科设计优化技术研究中存在的问题以及今后的主要发展趋势。     

航空发动机多学科设计优化技术研究

多学科设计优化（MDO）是为实现复杂产品设计方法升级换代的最佳技术途径。针对先进航空发动 机设计面临的各学科间耦合关系复杂、指标冲突严重等困难,按零件、部件和总体方案设计３个阶段对MDO的 各项关键技术开展了研究、开发及应用工作,提出了基于MDO技术的航空发动机一体化设计方法。给出的５个 工程应用实例表明,该方法与传统设计方法相比,能大幅提高航空发动机设计水平,具有广泛的工程应用前景。     

复杂系统的多学科设计优化综述

从设计和分析的本质出发,结合复杂系统的特点,通过分析传统设计优化流程在面对复杂系统时存在的困难和缺陷,指出多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)方法是解决复杂系统设计优化问题的一种有效措施.在此基础上,介绍了多学科优化方法的基本思想,总结了子系统耦合方式及MDO在处理耦合时的基本方法,归纳了MDO的知识框架和主要研究内容.最后在现有研究成果的基础上,对MDO今后的研究提出了几点参考意见.     

复杂产品的多学科鲁棒协同设计优化方法研究

为了处理好复杂产品各子系统之间的耦合关系以及各子系统的异构性问题,以协同优化(CO)算法为基础,结合系统不确定分析(SUA)方法和近似不确定传播(IUP)方法,构建了多学科鲁棒协同设计优化算法框架.在设计变量的不确定性能够被概率分布函数描述的情况下,此算法框架能够解决复杂产品的设计优化问题.通过对梳齿式微加速度计的多学科鲁棒协同优化设计算例的计算,验证了此算法在输入参数存在微小扰动的情况下能够有效提高设计解的鲁棒性.     

考虑不确定性的多学科设计优化方法研究综述

目的研究多学科不确定性设计优化中多学科设计优化方法、不确定性建模与传递、不确定性设计优化的相关理论。方法通过研究并分析国内外相关文献,总结归纳考虑不确定性的多学科设计优化中的耦合系统解耦方法、参数和代理模型不确定性的建模方法,以及高效的不确定性传递和设计优化方法。结论系统探讨了在面对复杂多变的外界环境时,多学科设计优化对不确定性量化与传递的需求,提出多学科设计优化不仅要考虑确定性的系统,而且需要考虑由于外界环境变化导致的系统响应的不确定性。针对现有的多学科不确定性设计优化方法的理论研究,提出提高计算效率的关键在于将传统的三层嵌套循环计算框架解耦成单层循环。研究结果表明,考虑不确定性的多学科设计优化将成为复杂多学科系统设计的有力支撑,能显著提高系统的可靠性和稳健性,提高使用寿命,同时能够加快产品的更新换代设计。     

多学科设计优化的数值算法及其组合算法比较的研究

针对多学科设计优化的数值算法比较研究上存在的不足,提出了算法在进行优化时所需的时间、解决问题个数及选用目标函数的相对精度等三项评估标准相结合的三维算法比较方法,首次将精度作为算法比较的一个重要指标,由此得到的算法比较三维模型,为算法选择提供了更加合理的理论依据.在理论研究的基础上,对组合算法和数值算法进行了比较,突破了传统算法比较局限在数值算法的不足.结果表明,在时间变化不大的情况下,组合算法的精度比单纯的数值算法有大幅度的提高,为工程应用提供了更全面的支持.在此基础上给出了数值算法及其组合的算法选择流程.最后,通过手机的多学科设计优化实例,验证了所提出的算法选择流程的合理性和可行性.     

某型飞机主起下位锁撑杆方案CATIA有限元选型优化

主起落架及其与机身结构连接设计为某项目飞机关键技术攻关课题。而主起落架方案中下位锁设计及连接方案又是主起落架方案设计中的关键难点。本文通过对下位锁部位建立多方案连接对比模型并进行CATIA有限元装配计算分析,成功解决了困扰下位锁连接设计的前期方案选型优化问题,其方法思路对类似设计具有较好的实用参考价值。     

重量控制概述与减重方法研究

介绍了重量控制的概念、重量控制时需要注意的关键点以及通过何种方法进行重量控制。分析了重量控制的重要性．阐述了做好重量控制必须遵循的法则。     

基于SysML的多学科设计建模与优化

目的 基于系统建模语言SysML,分析多学科设计建模与优化过程,在理解多学科设计与优化数学模型的基础上,构建系统设计优化模型。方法 通过分析多学科设计优化的数学模型,利用SysML语言对多学科优化对象模型进行元模型表征,将生成的SysML模型进行模型转化,转换成XML格式以便优化求解器进行求解。结论 提出了一种用于多学科设计建模与优化的SysML扩展优化建模方法。通过SysML系统建模语言的扩展版型,添加多学科优化相关的优化目标、优化约束、优化变量等优化元素的模型内容。提出了SysML优化信息的提取方法,以XML为中间格式,将提取的优化模型与优化求解器进行集成。通过系统设计与系统优化的集成求解为产品系统架构设计人员提供有效的决策支撑。     

某型飞机发射装置虚拟测试仪的设计与实现

为了克服现有检测设备使用复杂、接口不一、检测时间长且不能脱机使用等缺陷,提高飞机发射装置测试设备的测试性能,设计了某型飞机发射装置虚拟测试仪.该仪器的硬件部分以IPC-610型工业控制计算机为核心,采用可编程接口电路、转换电路、强电信号隔离电路等电路,实现了发射装置快速准确的自检、通路测试及电阻测试等功能;软件部分采用虚拟仪器技术并用Visual C 编程,使仪器具有操作简单和可靠性高等优点.试用结果表明,该仪器测试精度高、通用性强、可靠性强,保障能力强、具有很好的推广应用前景.     

鸟撞飞机风挡的一体化数值模拟技术

鸟体本构模型及其参数的确定是影响鸟撞飞机风挡数值模拟结果的重要因素,也是一直困扰大家的难题。为提高模拟结果的准确性,将鸟体模型识别和数值模拟相结合,提出鸟撞飞机风挡数值模拟的一体化技术。重点阐述鸟体本构模型及其参数的优化反演方法,并结合计算实例给出该技术的分析过程。这些工作进一步完善了鸟撞有限元数值模拟的耦合解法理论,对飞机结构的抗鸟撞研究具有一定的参考价值。     

利用改进的挂重法测定丝的张力

提出了改进挂重法的一种途径:采用可转动的折射镜与被放置在高度可调节架上的望远显微镜,用镜的叉丝给丝的像定位,借助于游标精确地测量折射镜的转角,按照文中介绍的公式计算丝的张力。这种改进方法的相对精度为±1％。     

乙烯-四氟乙烯共聚物平均分子量及其分布的动态流变法测定

针对溶液法测定乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)平均分子量及其分布的困难,文中建立了由动态流变法测定ETFE平均分子量及其分布的改进方法.采用Carreau-Yasuda方程拟合复数黏度与频率(ω)的关系,得到零剪切黏度并计算分子量.采用广义Maxwell模型拟合动态模量与ω的关系,得到平台模量G<'O><,N>;根据粘...     

面向FAHP-熵权理论的装配机器人造型设计优化研究

目的装配机器人在制造业中已得到广泛应用,为进一步丰富装配机器人的造型意象,满足用户需求。方法基于模糊综合评价法(FAHP)与熵权理论对装配机器人进行了造型设计流程分析。首先,依据层次分析法(AHP)构建装配机器人用户需求层次模型并计算各要素初步的权重值。然后,引入熵权理论完成各要素修正权重的分析与计算,将各要素初步权重值与修正权重值进行拟合,形成最终权重并排序,以此为装配机器人造型设计提供重要依据。结论最后以小型全方位装配机器人平台设计实践为例进行具体分析,完成了小型全方位装配机器人平台造型创新设计,并通过模糊评价筛选出最优方案。其实践过程验证了设计流程的可行性,并提供了更好的产品造型意象。     

基于随机权重粒子群和K-均值聚类的图像分割

K-均值聚类具有简单、快速的特点,因此被广泛应用于图像分割领域.但K-均值聚类容易陷入局部最优,影响图像分割效果.针对K-均值的缺点,提出一种基于随机权重粒子群优化（RWPSO）和K-均值聚类的图像分割算法RWPSOK.在算法运行初期,利用随机权重粒子群优化的全局搜索能力,避免算法陷入局部最优;在算法运行后期,利用K-均值聚类的局部搜索能力,实现算法快速收敛.实验表明：RWPSOK算法能有效地克服K-均值聚类易陷入局部最优的缺点,图像分割效果得到了明显改善;与传统粒子群与K-均值聚类混合算法（PSOK）相比,RWPSOK算法具有更好的分割效果和更高的分割效率.     

超高分子薄膜双向拉伸的数值模拟

针对一类超高分子聚合物薄膜材料(UHMWPE),通过单向拉伸实验获得了载荷-大变形曲线,并由弹塑性线性强化本构关系,拟合得到了相应的弹性模量、屈服应力、切线模量(硬化模量)等材料参数。将较大尺寸试件的有限元模拟结果和相应的实验结果进行对比,指出弹塑性线性强化本构关系可适用于UHMWPE薄膜大变形分析。应用弹塑性大变形有限元数值模拟了直线、抛物线、三次曲线、双圆弧等4种常见曲线导轨双向拉伸变幅区内的应力分布。为了减弱拐点处的应力集中,提出了圆弧-直线-圆弧的导轨曲线,计算分析表明,优化后的导轨曲线可以使变幅区薄膜的应力分布更加均匀,并且处于较低水平,达到了导轨优化的效果。     

多转子轴系优化耦联及其不平衡响应有限元分析

建立了单跨转子和耦联转子系统的动力学有限元模型,通过数值解法获得轴系各转子残余不平衡量对轴系动力响应,分析了耦联转子系统各转子的残余不平衡量安装相对相位对系统不平衡响应的影响,获得两段和三段耦联轴系通过调整相对相位有效降低轴系振动的新方法。     

多维系统优化中马氏田口强相关问题研究

对传统马氏田口方法进行了介绍,分析了多维系统马氏田口优化中强相关问题的影响,提出了解决强相关问题的新方法——马氏田口M-P广义逆矩阵法。相对于传统的马氏田口逆矩阵法,马氏田口M-P广义逆矩阵法具有存在性、唯一性和通用性的优点,能更有效地应用于多维系统的优化实践。通过对某医院血粘度诊断系统的优化与分析,进一步证实了马氏田口M-P广义逆矩阵法的有效性。     

作业成本法下成本动因的合并

成本动因是作业成本的核心概念，也是实施作业成本法的关键所在。会计学界对ABC在我国的适用性表示置疑，原因主要是繁多的成本动因所导致的ABC庞大的实施成本。本文通过建立成本动因合并的数学模型，来寻求兼顾成本核算的精确度和成本效益的平衡，以提高作业成本法的可实施性。     

基于VB．net的砝码质量空气浮力修正系统设计

砝码质量空气浮力修正系统通过VB．net程序环境搭建,采用PComm串口技术将电子天平质量数据进行读取显示和存储,并通过空气参数采集系统读取、显示并存储大气参数实时数据,将换算得到的空气密度应用到质量校准平台上,来对测试的质量进行实时的空气浮力修正,以提高质量校准在不同大气环境条件下的准确度。本修正系统数据存储采用SQL Server2008设计实现。