基于MATLAB的电主轴陶瓷球轴承优化设计

以额定动载荷的负数为目标函数建立数学模型，运用MATLAB优化工具箱对混合陶瓷球轴承进行优化设计。最后对所加的轴向预紧力进行优化分析。运用该程序进行优化设计，简化优化算法程序，提高设计效率；同时优化工具箱选用了较可靠的优化算法与惩罚函数法的优化结果进行比较，提高了设计精度。     

基于Solidthinking Inspire活扳手的拓扑优化设计

采用Solidthinking Inspire软件对扳手进行结构优化，首先用Solid Works软件对活扳手建模，再将CAD模型导入到Inspire中进行优化分析，将优化后的模型导入到Solid Works中进行模型重构，再次导入到Inspire中进行强度分析。通过拓扑优化，活扳手的质量减轻了15%，最大米塞斯等效应力下降了10%，既减轻了质量，节省了材料，又提升了操作的简便性，达到了拓扑优化的设计需求。     

液压约束活塞发动机配流系统的多目标优化研究

建立了液压约束活塞发动机配流系统的多目标优化模型，采用复合形法进行了优化研究。通过MATLAB语言程序对配流系统进行优化设计，并对优化数学模型进行求解。通过对优化前后的结果进行分析，证明了液压约束活塞发动机配流系统多目标优化模型的正确性。对配流系统优化后的容积效率进行了仿真分析，仿真结果与实验结果对比表明，容积效率的改善程度比较显著。     

切削用量的计算机辅助优化

模拟优化分析技术，建立了切削用量优化的评定标准及数学模型，介绍和分析了优化方法，并对实例进行了操作，给出了最优结果，为多工序加工条件的优化提供了可靠基础。     

露天矿卡车SA-GA算法实时调度的实现

应用模拟退火算法优化遗传算法实现了露天矿卡车的实时优化调度。首先，针对所建卡车调度模型的单目标、多约束、非线性优化的特点，应用求解此类问题表现优越的遗传算法进行求解。其次，针对遗传算法局部搜索能力不足的特点，应用局部搜素能力强的模拟退火算法对其进行优化并详细阐述了模拟退火算法优化遗传算法的基本思想和算法流程。接着，应用典型的TSP问题对模拟退火优化遗传算法进行了验证。最终，应用Mtlab编程软件编制了基于SA-GA算法的露天矿卡车调度程序，并以实际生产数据进行了实验验证。     

多工况条件下土石方机械铲斗斗齿的优化设计

根据斗齿的受载情况和结构特点，提出了斗齿结构优化的求解策略，齿座以降低重量为主，齿尖以降低应力为主，因此，对斗齿齿座部分进行尺寸优化，对齿尖部分进行形状优化。最后进行了斗齿结构优化的实例计算，算例表明，通过结构优化设计，可以使斗齿重量减轻，在施工中阻力减小，从而使其耐磨性和使用寿命提高，成本降低。     

负重轮轮盘结构优化减重分析

建立了负重轮有限元结构优化模型，并进行了试验验证。在对优化算法进行分析的基础上，以计算结果中表示负重轮轮盘刚度和强度的应力值与变形量为约束条件，把负重轮轮盘重量设为目标函数，对负重轮进行了有效的结构优化，使负重轮的受力状况得到显著改善，且重量减轻10％以上，从而为工程中进行其他优化分析提供了理论与实践参考依据。     

自动上料装置桁架轻量化设计

针对某自动上料装置的桁架进行了轻量化研究，通过对桁架进行有限元分析，利用多目标优化方法对桁架进行优化设计，在满足桁架强度以及变形的可靠性前提下，对桁架进行尺寸优化，最终将桁架减重22.8%，节约了材料的使用成本，同时达到了轻量化的效果。     

两挡纯电动汽车多目标参数解耦优化方法

提出了一种采用分层方法的解耦优化算法。外层采用多目标粒子群算法对整车动力部件参数进行优化，同时引入对电池以及逆变器的效率优化，将得到的不同优化结果实时提取并传递给内层；内层采用Bellman动态规划算法，根据外层优化得到的动力部件参数求解，建立优化后的换挡策略。在此基础上，通过广义回归神经网络提取动态规划的换挡优化结果，利用所得到的换挡策略建立了自适应驾驶员模型和整车正向仿真模型，以动力性和经济性为目标，通过整车正向仿真分析对分层优化结果进行进一步选择。研究结果表明，该优化算法实现了换挡控制策略与动力部件参数的解耦，有效提高了优化效率，同时能够获得全局优化结果，明显提高了整车经济性。     

600kW风力机塔架结构参数粒子群优化设计

探讨了一种风力发电机塔架结构参数优化设计方法。采用有限元方法对风力发电机塔架进行模态分析，得出了不同结构参数下塔架的固有频率；采用支持向量机建模方法，建立了塔架结构参数与固有频率之间的快速计算模型；引入粒子群优化方法优化了塔架结构参数。将该优化方法与正交优化和混沌优化的结果进行比较，表明了粒子群优化的优越性，并采用有限元方法对所建塔架结构进行了强度校核。     

先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真

针对一种主阀为滑阀结构的先导式大流量高速开关阀控制腔面积的优化设计问题,首先对主阀芯进行了动力学分析,得到先导阀与主阀之间参数匹配的优化目标函数,依据该目标函数对一个具体的先导式大流量高速开关阀的控制腔面积进行优化设计。为验证理论优化的结果,基于AMESIM平台建立了该先导式大流量高速开关阀的精确仿真模型,通过动态仿真对控制腔面积进行优化,所得结果与理论分析优化的结果基本一致。研究结果表明,主阀芯换向时间与控制腔面积之间为非单调关系,存在一最佳控制腔面积使主阀换向时间最短。     

基于粒子群优化的核主元分析特征的提取技术

针对核主元分析在参数设置上的盲目性,提出应用粒子群优化算法优化核函数参数.并将核主元分析应用于特征提取中.首先建立核函数参数优化的数学模型,然后应用加速度自适应粒子群优化算法对其寻优,并通过Iris数据集进行仿真研究,验证其提取特征的有效性.将优化的核主元分析方法应用于齿轮箱典型故障的特征提取中,结果表明:参数优化的核主元分析能有效降低齿轮箱特征向量的维数,较线性主元分析取得更好的故障识别效果.该方法在机械故障信号的非线性特征提取中具有优势.     

基于结构优化设计的新算法研究

在开发优化软件过程中，采用模块化的设计方法，集成现有有限元分析软件，完成结构特性分析，提取其分析结果，调用高效的优化方法完成优化计算。所提出的结构优化设计算法充分利用了现有有限元分析软件强大的分析功能和高效优化方法的优越性，同时避免了优化程序设计中重复开发有限元分析部分，提高了优化效率。优化算例表明，该算法切实可行，有较强的工程实用性。     

面向能耗的数控铣削过程建模与参数优化

为了选择合理的切削参数以达到降低能耗的目的,对稳定的数控铣削过程面向能耗进行建模并优化。首先,在分析输入功率去向构成的基础上,建立数控铣床系统输入功率模型。然后,建立数控铣床系统能耗测试平台。通过对实验数据的多元回归建立数控铣床输入功率与切削参数的函数,对比分析证实函数的精确性。随后,由该函数得出数控铣床稳定切削阶段的单位体积能耗函数,以此为优化目标,以铣床性能和表面质量为约束,通过引力搜索算法(GSA)进行切削参数的能效优化。最后,与经验的切削参数进行对比,结果表明优化后切削参数显著提高了铣床能量效率,大幅节省了电能。     

ANSYS优化技术在零件结构设计中的应用

通过利用ANSYS有限元优化分析功能对承压齿盘结构进行优化分析,证明用ANSYS优化分析功能实现结构优化分析的可行性,从而为其它复杂结构的优化分析提供了新的方法和依据。     

约束阻尼板双线性材料插值法拓扑动力学优化

为减小阻尼板质量并提高减振性能,研究了结构动力学优化技术。构建了以移动常数与模态损耗因子差值为目标、阻尼层单元密度为拓扑变量、阻尼层体积用量及振动模态频率为约束的阻尼板优化模型。利用序列凸规划法构造目标函数的凸性逼近式,采用拉格朗日乘子法解算逼近函数,以获取全局优化的阻尼层布局。利用模态损耗因子与模态应变能的本构关系推导目标函数关于拓扑设计变量的灵敏度,基于K-T条件构造拓扑变量迭代式。引入双线性插值函数惩罚拓扑变量并使其值聚集于0或1,编写并实现了悬臂阻尼板优化程序。当阻尼层体积用量控制在50%时,1阶模态损耗因子增大52.29%,灰度单元占比1.78%。阻尼板谐响应分析表明优化构形具良好减振特性。双线性插值优化既能充分发挥阻尼层的耗能效力又可大幅减少灰度阻尼单元数。     

基于遗传算法的模糊控制器设计与仿真

模糊控制中隶属度函数的正确选择是模糊控制器设计的关键，它决定了模糊控制系统的动态、静态性能和控制效果。针对传统的获取隶属度函数方法的不足，提出了在一个待优化模糊控制器的基础上，采用改进的遗传算法优化其隶属度函数，从而使经过优化所获得的枣属度函数更加合理。最后对优化后的模糊控制器进行仿真比较研究，结果表明隶属度函数经过优化后的模糊控制器的控制品质有较大的改善和提高。     

2-m望远镜装配体的模态优化及随机振动响应

以2-m望远镜的装配体为研究对象,综合利用模态分析和优化设计的方法,将望远镜装配体的结构参数作为设计变量,并以装配体总重量保持不变为约束条件,以正交试验和BP神经网络的方法建立起装配体的一阶共振频率为目标函数,通过遗传优化计算,得到了一组合理的结构参数搭配,使得其一阶共振频率提高了10.27%,更不易发生共振。为对比优化前后望远镜装配体结构的性能,通过随机振动响应分析,证明了优化后的结构动态刚度增大,振动响应相应减小了。     

TSU 2-m望远镜叉架的模态优化设计

这里以美国田纳西州立大学自行设计和制造的TSU 2-m望远镜的叉架部分作为研究对象，根据原始设计中提到的模态分析，应用模态分析和优化设计的方法，以提高叉架部分的一阶共振频率为优化目标，以叉架部分的结构参数为设计变量，约束条件为叉架的总重量保持不变。经过有限元软件的优化模块计算，得到了一组更合理的结构参数组合，使得叉架的一阶共振频率提高了15％，更不易发生共振。     

Multi-point optimization on meridional shape of a centrifugal pump impeller for performance improvement

A wide operating band is important for a pump to safely perform at maximum efficiency while saving energy. To widen the operating range, a multi-point optimization process based on numerical simulations in order to improve impeller performance of a centrifugal pump used in nuclear plant applications is proposed by this research. The Reynolds average Navier Stokes equations are utilized to perform the calculations. The meridional shape of the impeller was optimized based on the following four parameters; shroud arc radius, hub arc radius, shroud angle, and hub angle as the design variables. Efficiencies calculated under 0.6Q _d, 1.0Q _d and 1.62Q _d were selected as the three optimized objectives. The Design of experiment method was applied to generate various impellers while 35 impellers were generated by the Latin hypercube sampling method. A Response surface function based on a second order function was applied to construct a mathematical relationship between the objectives and design variables. A multi-objective genetic algorithm was utilized to solve the response surface function to obtain the best optimized objectives as well as the best combination of design parameters. The results indicated that the pump performance predicted by numerical simulation was in agreement with the experimental performance. The optimized efficiencies based on the three operating conditions were increased by 3.9 %, 6.1 % and 2.6 %, respectively. In addition, the velocity distribution, pressure distribution, streamline and turbulence kinetic energy distribution of the optimized and reference impeller were compared and analyzed to illustrate the performance improvement.