机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动 态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计 理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可 靠性稳健优化设计问题。     

机械零部件动态可靠性稳健优化设计的群智能算法

在运用随机过程和顺序统计原理建立载荷和强度随时间变化的动态可靠性模型基础上,利用稳健设计理论,建立了机械零部件动态可靠性稳健优化设计的多目标优化模型。针对该多目标模型所具有的动态高维的特点,提出了基于灰色关联分析的多粒子群协同动态多目标优化算法。以钢板弹簧结构为例,给出了动态环境下随时间变化的最优解集,为机械零部件的动态可靠性稳健优化设计提供了理论依据。     

灰色系统理论的多目标可靠性稳健设计

通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法. 应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计. 算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

基于混合变量的可靠性稳健设计方法

将产品性能函数在指定百分位数处的波动作为产品稳健性指标,极限性能函数的区间可靠度大于可靠性指标作为约束,建立了随机变量和区间变量同时存在时的可靠性稳健设计单目标优化模型。为了提高可靠性优化设计问题的效率,将两个耦合的优化问题分解成两层结构优化设计问题,上层为稳健优化设计,下层进行可靠性分析计算。最后用减速器可靠性稳健优化设计问题验证所建立模型的效率和精度。     

机械结构动态可靠性设计的智能计算方法

针对多失效模式下机械部件动态可靠性设计问题,提出了一种Monte Carlo-时变极端学习机模型,利用该模型得到了随时间变化的载荷、强度、弹性模量、设计参数等与可靠度的显性函数表示。在此基础上建立了机械部件动态可靠性优化设计模型,并利用所提出的动态粒子群算法对模型进行求解。实验结果表明,该方法能提供整个服役期内满足可靠度要求的所有设计参数,为机械部件动态可靠性优化设计提供了一种行之有效的途径。     

车辆钢板弹簧的多目标可靠性稳健优化设计

为提高车辆钢板弹簧的安全性和稳健性,运用可靠性稳健优化设计理论和多目标思想,为车辆钢板弹簧建立一个可靠性稳健优化设计的高维多目标模型。为提高模型的求解精度,利用层次分析法选取粒子群算法中的全局极值和个体极值,提出了基于层次分析法的多目标粒子群算法。与传统方法相比,利用该算法进行可靠性稳健优化设计高维多目标模型求解,简便易行并能迅速准确地得到车辆钢板弹簧的可靠性稳健优化设计信息。     

基于层次分析粒子群算法的可靠性稳健优化设计

利用多目标优化策略,将机械零部件的可靠性稳健优化设计转化为多目标问题。为提高零部件可靠性稳健优化设计多目标模型的求解效率,将所提出的基于层次分析法的多目标粒子群算法应用于可靠性稳健优化设计的多目标模型求解中。该方法简便易行,能迅速准确地得到机械零部件扭杆的可靠性稳健优化设计信息。     

存在模糊信息时机械零件的可靠性优化

为使机械零件的设计更符合实际，更合理，本文根据模糊数学及可靠性设计理论，结合链传动的普通优化设计方法，探讨了机械零件的存在模糊信息时的可靠性优化设计方法。并给出了设计实例，其结果证明了该方法的可行性与实用性。     

压簧的可靠性优化设计

压簧广泛地用于石油机械中,起到缓冲和减振的作用。在工作中主要承受交变载荷,失效形式是疲劳断裂。经过分析,找出其危险点,以危险点的工作应力作为参数建立了力学模型。根据应力强度干涉理论建立了疲劳可靠性模型。利用力学模型和疲劳可靠性模型对压簧进行了可靠性优化设计,以压簧体积最小作为目标函数,以压簧的尺寸和疲劳强度的可靠度作为约束条件,建立可靠性数学模型,采用MATLAB语言编程进行计算,优化后的压簧体积和尺寸都相应地减少了。最后,利用ANSYS软件计算出优化后压簧的可靠度,比优化前提高了5%。     

棉籽壳破碎分离机连接板疲劳强度的衰减分析

根据机械强度可靠性设计的应力-强度分布干涉理论,棉籽壳破碎分离机连接板零件在长期动载荷的作用下,强度逐渐恶化,强度分布中值呈衰减趋势.就该机械零件的疲劳强度衰减问题作了讨论,并在估算公式的基础上,进行了实例计算.     

在役桥梁承载能力检算系数的可靠性校准

为建立与现行桥梁设计规范相适应的在役桥梁承载能力鉴定方法,应用可靠性理论对承载能力检算系数取值进行了校准.根据在役桥梁承载能力检算表达式,引入桥梁结构或构件技术状况评定等级等效于承载能力可靠性分级的假定,以承载能力的可靠性分级标准为依据,详细分析了不同技术状况评定值与承载能力折减系数的关系,提出了基于现行桥梁设计规范的承载能力检算系数建议值.考虑到实际结构或构件抗力分项系数与理论值的差异,给出了承载能力检算系数的修正方法.研究结果表明,对于按现行规范设计的桥梁,若满足目标可靠指标的要求,不同受力状态构件承载能力检算系数的最大值为1.0;按原规范承载能力检算表达式计算的校准值与规程建议值吻合良好.     

认知不确定性的谐波齿轮减速器可靠性分析研究

以航天器使用的谐波齿轮减速器为研究对象,在不同信息来源的不确定性处理方法的基础上,研究认知不确定性和客观不确定性同时存在时的概率--非概率可靠性混合模型.建立航天器使用的谐波齿轮减速器的可靠性分析模型,并对模型中的参数进行了灵敏度分析.该方法不用搜索极限状态方程的设计验算点,有较高的鲁棒性.     

Reliability-based design optimization for flexible mechanism with particle swarm optimization and advanced extremum response surface method

To improve the computational efficiency of the reliability-based design optimization(RBDO) of flexible mechanism, particle swarm optimization-advanced extremum response surface method(PSO-AERSM) was proposed by integrating particle swarm optimization(PSO) algorithm and advanced extremum response surface method(AERSM). Firstly, the AERSM was developed and its mathematical model was established based on artificial neural network, and the PSO algorithm was investigated. And then the RBDO model of flexible mechanism was presented based on AERSM and PSO. Finally, regarding cross-sectional area as design variable, the reliability optimization of flexible mechanism was implemented subject to reliability degree and uncertainties based on the proposed approach. The optimization results show that the cross-section sizes obviously reduce by 22.96 mm~2 while keeping reliability degree. Through the comparison of methods, it is demonstrated that the AERSM holds high computational efficiency while keeping computational precision for the RBDO of flexible mechanism, and PSO algorithm minimizes the response of the objective function. The efforts of this work provide a useful sight for the reliability optimization of flexible mechanism, and enrich and develop the reliability theory as well.     

机械/液压双元动力发动机曲轴优化研究

针对机械/液压双元动力输出发动机性能问题,本文基于ANSYS对双元动力发动机曲轴进行了优化研究,根据双元动力发动机的动力学模型,在标定工况下分析了双元动力发动机的曲轴负荷,建立了曲轴三维模型,在6种情况下进行了有限元分析,得到优化的载荷工况,建立了曲轴优化模型。优化结果表明,曲轴体积由优化前的2.34×10-3 m3下降为优化后的2.08×10-3 m3,曲轴的总体积减小了11.42%,运转不均匀度由优化前的3.56%降低到3.34%,改善量达到6.18%,优化效果较为明显。该研究为后续的优化设计和分析提供了理论基础,具有广阔的应用前景。     

飞机主起落架载荷谱实测的台架标定

针对某战斗类飞机的主起落架自身结构和其受力特点,确定了测量其载荷时应变片粘贴位置及其组桥方式。根据航向载荷作用点的不同并考虑压缩行程的影响,提出了压缩行程影响因子,并把其引入标定方程,同时运用多元回归及优化方法建立标定载荷方程,由此得出实测载荷谱,为起落架的定寿延寿及可靠性设计提供了重要依据。     

6σ稳健设计在单目标优化问题中的仿真应用

引入6σ设计理念将可靠性理论和容差技术相结合,提出了一种稳健设计优化模型,采用粒子群算法,实现对目标函数的优化。以圆柱螺旋压缩弹簧为应用实例,基于ISIGHT集成MATLAB平台,对圆柱螺旋压缩弹簧的约束函数进行可靠性、稳健性评估,证明了该方法的有效性。     

动力箱可靠性模糊优化设计

提出可靠性模糊优化设计方法,它是可靠性优化设计、模糊优化设计的深化．考虑随机性、模糊性的影响,建立了ＤＨ１０６动力箱的多目标可靠性模糊优化模型．运用多目标模糊优化方法,对ＤＨ１０６动力箱进行可靠性模糊优化设计．