基于信赖域近似模型管理的多目标优化方法及其应用

针对复杂工程多目标优化中求解精度受近似模型精度影响大的问题,提出了一种基于信赖域近似模型管理的多目标优化方法。该方法在每一个优化迭代步中首先采用拉丁超立方实验设计方法获得样本点,并基于这些样本点建立各目标和约束的二阶响应面模型,接着用所建立的响应面模型代替真实模型进行多目标优化,优化算法采用微型多目标遗传算法,然后通过信赖域模型管理方法来管理近似模型。该方法大大降低了近似模型对求解精度的影响。该方法在车身薄壁构件的耐撞性优化中的应用验证了其解决复杂工程多目标优化问题的能力。     

热弹性结构全局应力约束拓扑优化设计

针对静强度失效问题,提出一种基于全局应力约束的热弹性结构拓扑优化设计方法。考虑热载荷和机械载荷共同作用下,以结构的体积最小化为目标函数,利用应力松弛方法来消除奇异解现象,采用改进的P范数方法将所有的单元应力凝聚化为一个近似等于结构最大应力的全局应力,利用全局应力作为约束,建立热弹性结构全局应力约束拓扑优化模型,采用移动近似线算法进行拓扑优化问题的求解。数值算例表明热弹性结构全局应力约束拓扑优化设计方法是有效的。随着温度载荷增大,应力约束拓扑优化获得的拓扑结构不同,最优结构的用材有所增加。     

动力响应约束下的结构拓扑优化设计

以动力响应为性能设计指标的结构拓扑优化设计技术在航空航天和汽车工业等领域具有重要的应用价值.研究白噪声激励力作用下以结构减重为设计目标、指定位置的均方响应为约束的拓扑优化设计问题.为了消除动力学设计中易出现的局部模态现象,通过在伪密度方法中引入有理近似材料属性模型,建立设计变量和材料属性以及设计函数之间的关系.优化过程采用频域分析方法求解系统均方响应.推导均方响应的灵敏度求解表达式,并利用单元的各阶应变能和动能公式简化系统圆频率和振型的灵敏度求解格式.采用凸线性近似对偶优化算法求解优化模型.列举的3个典型拓扑优化算例验证了所提出的方法的可行性、相对优势以及解决复杂问题的可靠性.     

双材料结构非概率可靠性拓扑优化设计

利用凸模型描述和非概率可靠性的量化定义,研究存在材料属性、几何及荷载不确定性的双材料结构拓扑优化问题。基于扩展的相对密度惩罚方法,建立优化模型为给定材料体积约束下,同时满足可靠性要求的连续型极小极大优化问题,以寻找两种不同实心材料的最优联合材料分布布局。采用序列近似规划策略,结合不确定参数直接迭代公式和移动渐近线方法来求解该极小极大优化问题。该方法可把原问题转化为一系列近似的确定性优化问题,从而极大减少了计算量。数值研究表明,存在的不确定性可能对双材料结构的最优联合布局产生较大影响,优化模型和数值算法为双材料结构拓扑设计提供了一个有效途径。     

约束阻尼变密度材料属性合理近似插值模型全域灵敏度减振优化

针对圆柱壳约束阻尼拓扑减振优化问题,基于变密度材料属性合理近似插值模型,构建以模态损耗因子最小为优化目标的拓扑减振模型,引入振型控制因子MAC评价振型的阶跃状态,寻优迭代轻量化约束设计域内的减振优化解。推导目标灵敏度的插值模型,演算全域优化求解算法,建立∞-范数的全域灵敏度拓扑变量优化准则,避免非凸优化函数的部分目标灵敏度参与优化迭代的局部优化解和跳跃。编程实现了壳构件约束阻尼结构的减振优化分析。结果表明：全域优化算法寻优域广,迭代历程稳定时间短、敷设部分阻尼材料易获得有效的减振效果。     

全局收敛移动渐近线法子问题的求解与数值验证

对全局收敛移动渐近线法构造的子问题进行了深入研究。基于子问题的凸性、可分性和保守性,应用Lagrange对偶方法求解子问题,给出了对偶问题的具体构造步骤。应用最优性条件将含不等式约束的原始非线性规划问题简化为只包含Lagrange乘子的非负约束优化问题。采用序列无约束极小化方法将对偶问题转变为无约束优化问题,并通过共轭梯度法求解。最后,通过桁架结构优化问题验证了算法的可行性,与其他算法相比可减少计算时间,提高收敛速度。     

应力约束拓扑优化的内力一阶近似方法

为解决应力约束下结构拓扑优化问题中应力近似显式计算量大、效率低的问题,提出采用内力一阶近似的方式对应力约束进行近似处理。并与满应力方法(即内力零阶近似)、应力倒变量一阶近似两种方法进行应力近似好坏及优化求解效率等对比。为更清晰地比较不同应力近似方法在优化求解过程中的设计变量、目标函数及约束等迭代历史,采用变量连接技术减少应力约束拓扑优化算例的设计变量数目。拓扑优化结果表明:采用内力一阶近似的方式对应力约束进行近似处理较其它两种应力近似方式效果更好,优化迭代次数最少,求解效率最高,得到的最优结构最轻。     

几何约束求解的新方法--基于共轭梯度法的混合遗传算法

将几何约束问题转化为数值优化问题.综合遗传算法的全局搜索能力和共轭梯度法的局部搜索能力,提出了一种混合算法.将此混合算法应用于几何约束求解中.实验表明该算法具有全局最优性和收敛性.     

周期性功能梯度结构稳态热传导拓扑优化设计

提出了一种考虑周期性约束的功能梯度结构稳态热传导拓扑优化设计方法。建立了基于变密度理论的固体各向同性微结构惩罚（SIMP）模型的周期性功能梯度拓扑优化模型。以整体结构散热弱度最小化为目标函数、体积分数为约束条件进行宏观拓扑优化,提取了最优构型中各预设梯度层的体积分数;通过重新分配单元散热弱度,实现了梯度层周期性约束设置。借助基于偏微分方程的灵敏度过滤方法消除数值不稳定问题,并采用移动渐近线法对设计变量进行了迭代更新。通过2D和3D数值算例分析了全局周期以及周期性分层梯度设置下,不同离散单元和子区域个数对宏观结构和微观构型的影响规律。研究结果表明：所提方法能够实现周期性约束下功能梯度结构的拓扑优化设计,不同子区域个数条件下均能获得清晰的周期性功能梯度结构且所获得的结构具有良好的散热性能。     

多位移约束下渐进结构拓扑优化设计

渐进结构优化方法通用性好,程序实现简单,能获得一系列黑白分布的优化拓扑,但它难于求解多约束拓扑优化问题。为了将渐进结构优化方法拓展到求解多约束拓扑优化问题,针对多位移约束下结构体积最小的结构拓扑优化问题,采用有理分式材料模型,建立刚度与拓扑变量的关系;构建求解多约束拉格朗日乘子的近似优化问题模型和其光滑对偶算法;而后,给出单元灵敏度数计算公式和渐进结构优化算法;最后给出了两个验证算例,所得结果验证了该方法的正确性和有效性。     

嵌入式系统开发方法综述

嵌入式系统的实时性、并发性、分布性和高可靠性等特点使得系统的开发面临巨大挑战,迫切需要相应开发方法的指导和开发工具的支持。本文从工程实践角度出发,总结在嵌入式系统设计过程中,开发人员会面临哪些主要问题,以及为解决问题而产生哪些主要方法和技术。这些方法和技术被统称为嵌入式系统的开发方法。     

最新自动方法开发系统

Waters自动方法开发系统是目前科学家用于方法开发及在法规规范环境下进行方法验证的最先进的HPLC系统。该系统将Alliance系统的高精度和准度与Waters新型Empower色谱数据管理系统的灵活性和易用性结合,真正实现HPLC的自动方法开发。     

利用线性修正方法预判影像测量仪示值误差的调校效果

对影像测量仪示值误差原因及种类进行探讨，并就其所产生的线性误差修正介绍两种简单的修正方法——两端点连线法与最小二乘法；通过典型示例，详细阐述运用两种修正方法列仪器是否可调进行预判断的操作步骤，并比较分析两者的优劣性。     

圆弧齿轮啮合原理的误区──简论用接触线法形成圆弧齿轮点接触共轭齿面的弊端

通过对几十年来广为采用的，以接触线法为基础形成圆弧齿轮点接触共轭齿面的啮合原理的分析，指出这一理论所存在的诸多弊端，以及在实际应用中可能引起的混乱。认为这一理论应当抛弃，并用以包络法为基础的新型圆弧齿轮点接触共轭齿面的形成原理取而代之。     

有限元与优化在联合轴承求解中的运用

有限元素法以其独有的优点在流体润滑求解中得到广泛的运用，但在径向推力联合动静压浮环轴承（以下简称联合轴承）特性求解时，常面临迭代收敛速度相当缓慢的问题。本文给出了一种新的求解方法，即求解过程中综合运用有限单元法与优化方法，以加快收敛速度，从而较成功地解决了这个问题。     

机床电气故障的四种快速检查方法

从工作实际经验出发，提出了机床电气故障检查的四种简单快速方法，以提高机床电气故障检查的效率和准确性。     

机床电气故障的四种快速检查方法

从工作实际经验出发,提出了机床电气故障检查的四种简单快速方法,以提高机床电气故障检查的效率和准确性。     

金属纤维制造技术的进展

扼要叙述了金属纤维的用途,着重阐述了金属纤维制造技术的现状及其最新进展。     

制造业信息化的多层次熵值综合评价方法

简要分析了当前信息化综合评价的研究现状，介绍了国家信息化测评中心制定的制造业信息化综合评价指标体系和熵值法的基本原理与性质，重点阐述了信息熵及权重函数的确定、样本评价值的形成及多层系统综合评价值的计算等几个评价步骤，并对熵值法在国家制造业信息化指数合成实例中的应用进行了介绍。     

Needle-Tunneling法膜系自动设计

综述了Ｎｅｅｄｌｅ和Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ 法膜系自动设计的基本原理,举出它们的应用实例,并且指出一个优秀的光学膜系自动设计程序应该包括Ｎｅｅｄｌｅ 法、Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ 法和传统的优化方法。它们的结合和交叉使用,使我们有可能从单层膜开始设计任意光学性能的多层膜。