某越野车车架拓扑优化设计

拓扑优化技术能在给定的设计空间内寻求最佳的材料分布。根据某越野车车架的实际尺寸建立其三维拓扑优化设计空间,以车架质量分数为约束条件,车架柔度最小为目标函数,对车架的弯曲工况进行了单工况拓扑优化设计,并针对这一工况选择不同的优化参数进行了多次优化计算,得到了一组相似的拓扑结构,分析并选择合适的拓扑优化参数。应用得到的拓扑优化参数,基于折衷规划的多目标拓扑优化设计方法,针对汽车使用情况选择合适的工况权重因子,对车架进行了3种工况下的多目标拓扑优化设计研究。     

二齿差滚动活齿传动多目标稳健优化设计

为了提高二齿差滚动活齿传动的设计水平和设计质量,将优化设计理论与稳健设计方法相结合,在考虑设计变量和设计常量的偏差对可行域影响的基础上,建立了二齿差滚动活齿传动的多目标稳健优化设计数学模型.基于模拟退火算法,提出了该模型的求解方法,给出了计算实例.计算结果表明:与应用普通优化方法得出的优化结果相比较,基于模拟退火算法的稳健优化设计所得的二齿差滚动活齿传动的体积缩小24.1％.     

摆线针轮行星传动的可靠性优化设计

将可靠性设计方法引入优化设计中 ,用于摆线针轮行星传动的设计 ,建立了以体积最小为目标的可靠性优化设计概率数学模型 ,且根据实例进行了分析计算     

汽车鼓式制动器的可靠性稳健优化设计

在汽车鼓式制动器设计中考虑不确定因素的影响,将可靠性优化理论、可靠性灵敏度分析与稳健设计方法相结合,以制动效能因数为目标函数建立制动器可靠性稳健优化数学模型。把制动力矩、摩擦衬片压力的可靠性灵敏度溶入可靠性优化设计模型之中,将可靠性稳健优化设计转化为满足可靠性要求的多目标优化问题。实例计算表明,稳健优化后的制动器不仅有较高的制动效能和可靠性,还具有较低的可靠性灵敏度,取得了满意的结果。     

摆线针轮行星传动的可靠性优化设计

将可靠性设计方法引入优化设计中，用于摆线针轮行星传动的设计，建立了以体积最小为目标的可靠性优化设计概率数学模型，且根据实例进行了分析计算。     

面向气动性能的高速列车头型多目标优化设计

将气动阻力和气动升力作为优化目标,对高速列车头尾几何外形进行多目标优化设计.选取列车头尾横向、纵向、垂向三个方向共8组节点位置作为设计变量,利用网格变形技术得到需要进行仿真的样本.采用Fluent软件对3节编组高速列车在明线上运行的周围流场进行仿真计算,并得到其气动阻力和气动升力特性.通过响应面方法构造这两种气动特性对设计变量的响应关系,对其进行多目标优化设计得到优化后的列车外形,其气动阻力降低13.66％,且气动升力有效减小至1.46 N.     

铝合金型材与空腔声场耦合振动声学优化设计

建立了铝合金型材与声场耦合振动的有限元模性,计算了耦合系统的声压响应;以声场和铝合金型材的结构尺寸参数为设计变量,以铝合金型材重量为约束,以声场内响应声压最小为目标,建立了优化数学模型,用零次优化算法对其进行了优化设计研究.优化设计使声场内最大声压降低了1200Pa,而且结构重量也得到了降低.结果表明,优化设计可有效降低声场内的声压,而且零次优化设计方法不用求解声压对设计变量的灵敏度,减小了计算量.     

基于有限元分析的铁路货车车体优化设计

以车体轻量化优化设计为目标,建立了C80通用敞车的有限元模型,对车体在主要工况下的强度和刚度进行了计算;以此为基础,建立了车体优化模型,以整个车体的各板厚度为设计变量,以整车各单元应力、中梁和边梁位移为约束,以重量最小为目标,用可行方向法对各设计变量进行优化,实现了车辆优化设计,优化设计使车体重量减小了13.83%.本...     

基于遗传粒子群算法的船舶航迹融合研究

研究利用遗传算子对粒子群算法进行优化设计,建立了基于遗传算子的粒子群算法多源数据融合模型。该模型克服了粒子群算法在训练过程中容易陷入局部极值的缺陷,得到了更高的学习精度和更快的收敛速度。利用多传感器检测到的目标船舶航迹点数据进行了融合验证,MATLAB仿真结果表明,基于遗传算子的粒子群算法融合模型融合后的目标船舶航迹点比各传感器单独检测到的目标船舶航迹点数据更加精确,更适用于船舶航迹的跟踪及预测。     

连拱隧道中隔墙优化设计研究

中隔墙是连拱隧道最为关键部位,针对目前国内连拱隧道墙顶出现开裂、渗水现象,对怀芷高速毛里坡连拱隧道中隔墙部分进行了优化设计,并对原设计与优化设计进行数值计算,得出结构第1主应力及位移值,结果显示优化设计更合理,对连拱隧道的设计有一定的指导意义。     

高速列车头型多目标气动优化设计

为提高明线运行的高速列车气动性能,以头车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,对高速列车头型进行了多目标自动优化设计.以某新型高速列车为原型,建立了包含转向架区域的高速列车参数化模型,提取了7个设计变量,分别控制鼻尖高度、端盖开闭机构顶端高度、驾驶室车窗高度、水平最大外轮廓线横向宽度、头型中部辅助控制线凹凸度、转向架区域横向宽度和隔墙倾角,并基于计算流体动力学理论,建立了高速列车空气动力学模型.应用该模型计算作用在列车上的气动力,通过多目标遗传算法自动更新设计变量,实现了高速列车头型的自动优化设计.对优化目标与设计变量的相关性进行分析,结果表明:驾驶室车窗高度和转向架区域横向宽度对头车阻力影响最大,头型鼻尖高度和中部辅助控制线凹凸度对尾车升力影响最大;优化后得到6个Pareto最优头型,与优化前的头型相比,头车阻力最多减小3.15%,尾车升力最多减小17.05%.      

单层短程线网壳的优化设计

以短程线网壳的总质量为目标函数,以网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,采用一维搜索法与相对差商法相结合的序列两级优化方法进行截面优化设计。对不同跨度、不同矢跨比和不同网格划分密度的多个单层短程线球面网壳结构进行了计算,用回归分析法得出网壳最优网格划分数量、矢跨比、杆件截面面积和节点体积。     

非线性多目标优化设计在主机选型中的应用

根据计算机辅助主推进装置设计的建模理论,以系统、相关的观点为基础,通过建立主机选型的非线性多目标优化模型,阐述了多目标优化设计的方法在主机选型中的应用.     

基于遗传算法的列车端部桁架优化设计

为实现列车端部桁架优化设计,提出了一种将ANSYS和遗传算法有机结合的优化设计方法,该方法是将模型用批处理命令流(APDL)描述,在命令流文件中定义优化目标,设计变量及约束条件,然后遗传算法(GA)把ANSYS的前处理模块作为计算黑箱进行后台调用,从而对吸能结构进行优化设计.以桁架为应用对象,给出了该方法对桁架吸能结构优化设计的全过程,证实把遗传算法引入复杂结构的大规模优化计算是可行的.     

基于遗传算法的列车端部桁架优化设计

为实现列车端部桁架优化设计,提出了一种将ANSYS和遗传算法有机结合的优化设计方法,该方法是将模型用批处理命令流（APDL）描述,在命令流文件中定义优化目标,设计变量及约束条件,然后遗传算法（GA）把ANSYS的前处理模块作为计算黑箱进行后台调用,从而对吸能结构进行优化设计．以桁架为应用对象,给出了该方法对桁架吸能结构优化设计的全过程,证实把遗传算法引入复杂结构的大规模优化计算是可行的．     

动力总成悬置系统的优化设计

以某轻型载货汽车为例介绍了一种动力总成悬置系统的优化设计方法.建立动力学模型和基于主惯性轴坐标系的计算模型,结合移频、解耦措施在悬置优化中的应用,建立了悬置系统多目标优化的数学模型,并运用MATLAB进行求解.优化后的悬置系统相对于原系统的隔振性能有了较大的改进.     

基于非线性规划法的最小阻力船型优化设计

为了获得阻力性能优良船型,以兴波阻力理论为基础,利用非线性规划法并结合CAD技术研究最小阻力船型的优化设计.以总阻力为目标函数,总阻力用兴波阻力和平板摩擦阻力之和来表达,设计变量取船型修改函数的参数,在保证必要的排水量为基本约束条件下,选取Wigley船型为初始船型,分别对船体的首部和全船线型进行优化设计.通过将改良船型的阻力性能、船体线型和基于Michell积分法的优化计算结果相比较,证实了在相同的设计参数和约束条件下,采用Rankine源法进行船型优化结果更可靠.     

基于速度系数法的离心泵叶轮优化设计

离心泵在水力设计中应保证达到设计参数的要求,有较高的水力效率和良好的汽蚀性能.以离心泵水力设计的速度系数法为前提,应用机械优化设计的方法,以离心泵的效率和汽蚀性能为优化目标建立了离心泵叶轮的优化设计模型,并通过实例计算证明了该方法是切实可行的.     

基于速度系数法的离心泵叶轮优化设计

离心泵在水力设计中应保证达到设计参数的要求,有较高的水力效率和良好的汽蚀性能.以离心泵水力设计的速度系数法为前提,应用机械优化设计的方法,以离心泵的效率和汽蚀性能为优化目标建立了离心泵叶轮的优化设计模型,并通过实例计算证明了该方法是切实可行的.     

高速动车组齿轮箱稳健优化设计

将高速动车组齿轮箱体积作为目标函数,利用灵敏度分析法分析约束函数对不确定因素的波动情况,选出最大波动函数为附加目标函数,使高速动车组齿轮箱体积及实现约束函数对不确定因素的最大波动同时达到最小,进而缩小齿轮箱体积的波动范围,利用物理规划法将双目标函数转化为单目标函数进行优化计算.算例表明,稳健优化设计方法能使齿轮箱体积达到稳健优化目的,并为动车组其它零部件的稳健优化设计提供参考.