用 Groebner 基法求机构学问题的符号形式的解

应用Ｇｒｏｅｂｎｅｒ基法对机构学问题的非线性代数系统进行求解。在生成该系统的封闭形式的“三角化”的Ｇｒｏｅｂｎｅｒ基的基础上,求出了问题的封闭形式的符号解,以平面铰链四杆机构的刚体导引综合问题为例,说明该方法的思路及有效性。     

基于单调性分析与符号处理技术的套筒滚子链优化设计通用解

本文利用单调性分析和计算机符号处理技术对套筒滚子链进行优化设计，求出了通用形式的最优解，这一最优解适用于具有各种参数的同一类模型，对于具体问题，只要将已知参数值代入就可得到最优解之值，同时这一方法不需进行数值优化中的迭代。     

一种求解工程问题规律性知识的方法

设计规律性知识的获取是智能设计要解决的基本问题之一。本文根据工程问题符号表达的优化设计模型的特点,提出了一种求解符号优化模型的方法,利用该方法可求出一类问题的最优解的用非线性代数系统的标准基（Ｇｒｏｅｂｎｅｒ基）来描述的解析表达式,从而得出有规律性的知识和指导设计。     

基于缩减基法的结构优化设计

正问题的求解效率和计算稳定性在结构优化设计中是至关重要的。在正问题求解中采用了一种实时算法——缩减基法。从理论上介绍了缩减基法,并对缩减基法计算结果的误差进行估计;然后以蜂窝梁结构为例,得到修正设计参数后结构的缩减基法结果及该计算结果的误差限。与有限元结果相比较,缩减基法不仅计算速度快,而且计算精度也很高,采用微遗传算法进行优化时,每一次迭代时调用缩减基法计算结果,大大缩短了设计周期,提高了工作效率。     

基于Grpebner基法的三自由度并联机床的位置正解与可操作性分析的符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术，对三自由度并联机床的位置正解问题进行了符号求解。该法通过对变量排序。建立多项式对的集合，求SP多项式，约简等运算，将一组非线性方程组化简为同价的三角化方程组，得到了封闭形式的解析解；导出了雅可比矩阵，引入了符号处理技术，并且对该并联机床的可操作性进行了分析，给出了具体数值实例。     

基于Groebner基法的三自由度并联机床的位置正解与可操作性分析的符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对三自由度并联机床的位置正解问题进行了符号求解。该法通过对变量排序,建立多项式对的集合,求SP多项式,约简等运算,将一组非线性方程组化简为同价的三角化方程组,得到了封闭形式的解析解;导出了雅可比矩阵,引入了符号处理技术,并且对该并联机床的可操作性进行了分析,给出了具体数值实例。     

基于Groebner基的空间Burmester问题的求解方法

空间 5 S- S机构在进行刚体导引时能够实现空间 Burmester问题的综合。本文将基于 Groebner基的代数方法应用于该机构刚体导引综合 ,获得了给定刚体六个精确位置时问题的符号型“三角形”Groebner基 ,即封闭形式的解析解     

基于减基法的结构快速设计方法及其应用研究

针对基于有限元方法的结构优化设计计算效率较低的问题,将减基法与有限元方法结合,对结构进行快速计算,从而实现结构的快速设计。以某型赛车车身结构设计为研究对象,主要考虑减基法在静力学和模态动力学中与有限元的混合数值方法,在保证精度的前提下,提高单次静力学和动力学的计算速度。该方法通过构建合理的解空间,将原设计空间缩减为较精简的设计空间,从而提高计算效率。在该空间基础上,以轻量化为目标,对该赛车车身结构进行设计。结果表明,在典型工况下该方法能够在节约计算成本的同时取得较好的优化效果。     

缩减基法在汽车车架分析中应用

在汽车车架分析中引入一种超高速计算方法——缩减基法。缩减基法的计算过程分为离线阶段和在线阶段，离线阶段中建立车架的参数设计空间，计算与设计参数无关的项，在线阶段中选取新设计参数即可快速得到计算结果。将缩减基法结果与有限元结果进行比较，对误差进行了分析。计算实例表明，缩减基法可快速甚至实时地得到计算结果，且有很高的计算精度。     

基于Groebner基法的平面七杆机构位置分析

基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对各种结构形式的平面两自由度七杆机构位置分析问题进行了符号求解,该法通过对变量的排序,建立多项式对的集合,求S一多项式,约简等运算,将一组多项式方程化简为一个同价的三角化方程组,得到了封闭形式的解。给出了机构的装配构形。研制的软件可以适用于各种结构形式的平面两自由度七杆机构位置分析进行符号求解,研究了几何参数和输入参数对机构输出位置的影响,给出几个数字实例。     

Multibody approach for tolerance analysis and optimization of mechanical systems

A multibody approach is suitable for tolerance analysis of mechanical systems since multibody formulation can directly consider part-level tolerance variables. In this study, procedures for performing tolerance analysis and corresponding sensitivity analysis for spatial multibody systems are proposed. First, statistical formulation for performing multibody system tolerance analysis is developed to obtain system level tolerance for given part-level tolerances. One very useful aspect of the proposed formulation is that in the process of computing system tolerance, the sensitivity of system tolerance with respect to part-level tolerances can be additionally obtained. The kinematics of spatial multibody systems has been redefined in terms of both generalized coordinates and part-level tolerance variables. Tolerances in geometry of a body are specified in terms of the variations in relative locations of joint definition points and relative distance between them. Tolerances in the joint kinematics are defined through variations in vector closure equations and orthogonality equations that are two fundamental constraint equations for most kinematic joints. To demonstrate the validity and effectiveness of the proposed tolerance analysis procedure, tolerance analysis of a spatial 4-bar mechanism and tolerance optimization are performed.     

基于CAE技术的优化方法及其应用

讨论了基于CAE技术的优化方法及其工程实现方法。基于ANSYS的CAE分析对悬臂梁的截面形状进行优化的实例表明,基于CAE技术的优化方法能更加细致地对工程问题进行分析优化,可以同时得到优化方案以及与之对应的物理场分析结果。     

基于可拓学的汽车产业供应链优化方法分析

针对汽车产业供应链管理中的不确定性,提出了基于可拓学理论进行汽车产业供应链优化研究的新方法,有效地解决汽车产业供应链管理中柔性与成本之间的矛盾,为汽车产业供应链的优化管理提供一种新的思想方法。首先建立供应链总成本与柔性之间矛盾问题的可拓模型,并在此基础上分析柔性条件下的供应链资源可拓方法,最后以某汽车企业为例进行应用研究,为汽车产业的供应链管理提供一种新的科学方法。     

基于价值分析的公差优化设计及计算程序

本文用价值分析的方法对公差优化设计进行讨论，得出了使成本最低的公差设计公式，并给出了相应的计算程序。     

Decomposition method of complex optimization model based on global sensitivity analysis

The current research of the decomposition methods of complex optimization model is mostly based on the principle of disciplines, problems or components. However, numerous coupling variables will appear among the sub-models decomposed, thereby make the efficiency of decomposed optimization low and the effect poor. Though some collaborative optimization methods are proposed to process the coupling variables, there lacks the original strategy planning to reduce the coupling degree among the decomposed sub-models when we start decomposing a complex optimization model. Therefore, this paper proposes a decomposition method based on the global sensitivity information. In this method, the complex optimization model is decomposed based on the principle of minimizing the sensitivity sum between the design functions and design variables among different sub-models. The design functions and design variables, which are sensitive to each other, will be assigned to the same sub-models as much as possible to reduce the impacts to other sub-models caused by the changing of coupling variables in one sub-model. Two different collaborative optimization models of a gear reducer are built up separately in the multidisciplinary design optimization software iSIGHT, the optimized results turned out that the decomposition method proposed in this paper has less analysis times and increases the computational efficiency by 29.6%. This new decomposition method is also successfully applied in the complex optimization problem of hydraulic excavator working devices, which shows the proposed research can reduce the mutual coupling degree between sub-models. This research proposes a decomposition method based on the global sensitivity information, which makes the linkages least among sub-models after decomposition, and provides reference for decomposing complex optimization models and has practical engineering significance.     

基于有限元法的主镜底支撑的优化分析

如何确定镜子的最佳支撑方式,来保证最优的镜面面形精度,这在天文望远镜的光学成像系统中具有重要的意义。应用了有限元分析方法分析了镜面的变形,利用有限元分析软件ANSYS中高级优化模块(OPT模块)以镜面变形最小为优化目标对主镜底支撑进行了优化设计。以九点浮动底支撑的优化作了实例分析,并与传统经验法的计算结果进行了对比分析,结果表明文中所采用的优化方法具有较大的优越性。     

基于灵敏度分析的五面加工中心床身结构优化设计

机床床身是机床的重要部件,它起着支撑立柱、工作台等部件的作用,其性能的好坏直接影响到机床的加工精度。在对HX7910五面加工中心床身结构动态优化设计过程中,建立HX7910五面加工中心床身的有限元模型,分析了其前六阶模态。根据分析结果确定筋板为优化对象,采用灵敏度优化法首先对床身内部筋板结构参数进行动态灵敏度分析。在灵敏度分析基础上,进行结构优化设计,得到了较优的结构参数,提高了加工中心床身的动态特性,从而提高床身的性能。     

机械优化设计的新Newton法

在Newton法的基础上，提出了一种新的迭代格式，并论证了其收敛性，该方法具有二次收敛的特点，比一般迭代法收敛快。     

桁架式天线骨架结构分析中的子模型方法及优化研究

应用有限元方法对桁架式天线骨架结构进行分析,在关注区域建立了模型计算准确的应力分布.针对切割边界通过多自由度单元的子模型,提出了边界位移计算方法.对结构中部分参数结合结构分析进行优化设计和灵敏度分析,并对优化结果进行圆整.对于桁架结构设计与分析具有指导意义.     

An efficient approach for shape optimization of components

The optimization problem of finding the optimal shape of a mechanical component is investigated with the aim of presenting a simple and efficient numerical approach for minimizing stress concentration factor. The proposed approach is based on finite element method in conjunction with the widely used fully stressed design criterion (or the axiom of uniform stress), i.e. for structural shape optimization, an essential requirement for optimality is the achievement of constant tangential stresses along a section of the boundary to be optimized. The design boundary is modeled by using cubic splines, which are determined by a number of control points. The optimal shape of the design boundary with constant stress is achieved iteratively by adjusting the design boundary shape based on a simple logic and algorithm. The result quality in terms of accuracy and efficiency are tested and discussed with finite element analysis examples. The approach presented has the attractive properties that it can be very simply implanted into standard finite element codes.