多目标优化在车门轻量化设计中的应用

为提高车门刚度并考虑轻量化的要求,提出以拼焊板车门下沉刚度和质量为优化目标,基于车门下沉刚度和窗框刚度两种工况,采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,使用kriging模型拟合下沉刚度、窗框刚度、塑性变形量响应的近似模型,使用响应面模型拟合质量的近似模型.利用NSGA-II遗传算法进行寻优,得到车门质量和下沉刚度的pareto优化解集,并对优化解进行验证,最终得到理想的优化结果.     

某轿车车门轻量化与疲劳寿命多目标综合优化

为了提高某轿车车门的综合性能,对车门总成进行轻量化和疲劳寿命的多目标综合优化设计。首先建立并试验验证车身及车门总成有限元模型,基于模型分析车门总成装备件质量、结构尺寸、刚度和安装位置等8项参数对车门疲劳寿命的影响;然后,以这8项参数作为优化设计变量建立车门总成多目标综合优化参数模型,以车门总成质量和疲劳寿命为优化目标,以车门框刚度为约束条件,应用多目标粒子群优化算法对车门总成进行综合优化计算,得到Pareto最优解集,依据工程实际选取1组最优解,并依此进行样件试验以验证优化方法的有效性。研究结果表明:在保证车门总成刚度和提高疲劳寿命的同时,车门总成质量减少2.44 kg,说明优化方法是有效的。     

某型轿车前车门装配公差分配的优化

由于轿车车门装配不仅关系到汽车外观质量,还关系到企业的制造成本。为了优化轿车车门装配公差分配,结合制造成本—公差分配模型,提出了采用粒子群算法对车门进行装配公差分配优化,并建立了基于田口质量定义的质量成本理论对其进行评价,最后以某型轿车前车门装配公差分配为例进行验证,结果表明该轿车前车门优化后10个测量点均能满足公差要求,装配质量明显提高,并且优化后总损失成本减少了7.33%,验证了该公差分配的合理性,为正确处理汽车外观质量和制造成本之间的矛盾提供一定的参考。     

以轮廓曲线为特征的断裂面匹配

现有断裂面匹配算法主要适用于表面粗糙特征丰富的断裂面,对于表面光滑特征稀少的断裂面不能正确匹配。针对这一问题,提出一种以断裂面轮廓曲线为特征的匹配算法。该算法首先将区域生长算法和边界跟踪算法相结合,在沿碎块棱边分割出断裂面的同时又得到了封闭且序列化的轮廓顶点;轮廓曲线的匹配,先采用角点距离矩阵进行粗匹配,排除了大部分不匹配的曲线对,再根据轮廓曲线所有顶点的曲率和挠率,采用改进的Hausdorff距离进行细匹配;最后,根据匹配的轮廓曲线,采用四元数法计算三维变换将碎块对齐,通过跨界切矢连续检测且误差最小的碎块对为最优匹配。在断裂面粗糙和光滑且材质不同的多个碎块上进行了实验,结果表明该算法能较好实现特征稀少或丰富的断裂面的匹配。     

NURBS流曲线造型新方法及其在船舶设计中应用

针对当前流曲线造型方法仅被应用于已知型值点及其切矢的问题,在其他约束(面积、面积心、流场特征值)问题中的应用,以及与NURBS设计方法的结合仍有待发展研究的现状,将NURBS与流曲线造型技术相结合,提出了NURBS流曲线单元的概念以及在其他几何约束下,应用NURBS流曲线造型的新方法.该方法将待设计流曲线在已知切矢的型值点处分段以确定NURBS流曲线单元的个数,将NURBS流曲线单元控制参数的并集作为设计变量,将几何约束处理为曲线设计的目标函数,建立普适性的NURBS流曲线造型框架.该框架模型可用进化算法进行求解.通过设计实例,验证了该方法在相关曲线设计方面的可行性和有效性.     

基于灵敏度分析的车门轻量化研究

利用Hyperworks建立某车型车门的有限元模型,对车门固有频率、下沉刚度进行求解,并通过模态试验验证了有限元模型的有效性。为了提高结构优化效率,采用灵敏度分析方法确定对车门质量、下沉刚度和一阶固有频率敏感的部件。然后,以质量和下沉刚度为设计目标,一阶固有频率为约束条件对车门相应部件厚度尺寸进行多目标优化设计。计算结果显示,优化后的车门质量下降明显,下沉刚度有所提高,且一阶固有频率基本保持不变,实现了结构的轻量化目标。     

三次均匀B样条曲线插值数据点及其切矢的PIA算法

基于渐进迭代逼近算法生成插值数据点及其切矢的三次均匀B样条曲线.其基本思想是用偶数项控制顶点来对应拟合数据点,用奇数项控制顶点控制相应切矢逼近,根据迭代公式不断调整控制顶点,当迭代次数趋于无穷时,一系列迭代曲线的极限曲线插值于给定的数据点及其相应的切矢.用该方法构造插值曲线是一个迭代过程,不必解线性方程组.     

基于岭回归算法自动优化既有铁路曲线的研究

针对捣固车作业特点,以实际作业所采集到的某条既有铁路曲线的实测数据为例,采用正矢-距离坐标系为参考系,通过编程对实测数据所得曲线的特征进行分析,提出采用岭回归算法对实测数据进行曲线拟合,并通过对比不同采样点及不同λ系数对实际曲线的拨道量及曲率变化情况,仿真结果表明针对该实测数据,当采样点相同而λ值不同时,λ值为0.001时的拟合效果最佳;当采样点不同而λ值相同时,取8 m为一个采样点所得拟合效果最佳.实例分析表明,算法可以得到可供实际整正作业的、拨道量最小的、较为平滑的优化曲线,算法适用于捣固车作业.     

基于视觉检测技术的轨道车辆车门运动测量方法

轨道车辆车门动能测试需加装相应的传感器,由于轨道车辆车门产品的空间限制,难以加装体积较大的传感器,使得运营现场轨道车辆车门动能测试难度较大.将视觉检测技术运用至轨道车辆车门运动测量方案中,结合Matlab和Python开发一个适用于轨道车辆车门运动测量的视觉检测系统.该系统通过视频信息图像化获得某个测试点的像素位移,通过像素位移与实际位移的转换关系得到某个测试点的实际位移,并以此形成车门位移-时间曲线、速度-时间曲线、动能-时间曲线,为轨道车辆车门运动特性的研究提供验证参考.     

基于VB的发动机与液力变矩器匹配计算软件

针对目前发动机和液力变矩器动力匹配过程中的不足,采用VB语言作为开发工具,结合Access数据库设计开发了发动机和液力变矩器匹配计算的专用软件。通过计算画出液力变矩器的特性曲线,结合泵轮特性输入特性曲线和发动机外特性曲线,找出二者的相交点进行计算与优化直至符合匹配要求。将开发的软件用于发动机和液力变矩器动力匹配计算,结果表明,该软件可大幅度提高发动机与液力变矩器匹配计算的精度和速度,从而降低工作强度。     

关于曲线线形养护方法的探讨

如何保持曲线线形的正确位置，是养路部门多年来一直在进行探索的问题，为此，人们研究了许多曲线整正计算方法；规定了按旬、月的拨道制度，这些措施在提高曲线养护质量方面都起到了一定的作用。但是随着轨道构造的加强和更新，电子计算机等新的技术设备的应用，人们对曲线养护方法的认识，也应该随之更新，用现代的“全面质量管理”的观点，来重新研讨曲线整正的方针和具体措施，本文就这一问题，提出几点探讨性意见。１对曲线养护过程的分析现行的曲线整正及养护过程如图１。解剖这个过程，我们可以看到：１．１曲线拨正的质量，是测正矢、算拨距、拨道、夯实四项作业的综合结果。要想提高曲线整正的质量，就必须研究分析这四项作业所产生的误差及其对拨正质量的影响程度。１．１．１测量正矢的误差：目前测量正矢使用的工具，普遍是使用线绳，试验结果表明线绳的抗张强度低，２人用手拉线绳在３级风天气测量时，正矢值的偶然误差可达２－３ｍｍ；测量一个曲线，如果风向始终是横向吹弦绳时，则可使曲线各正矢普遍增大或缩小１－２ｍｍ，这样则可使曲线正矢总和与真值相差甚多。现场正矢是拨量计算的原始数值，如果这个数值不准确，则计算机的精度再高，其计算结果仍然不能与现场实态相符。正矢值测量...     

关于曲线线形养护方法的探讨

如何保持曲线线形的正确位置，是养路部门多年来一直在进行探索的问题，为此，人们研究了许多曲线整正计算方法；规定了按旬、月的拨道制度，这些措施在提高曲线养护质量方面都起到了一定的作用。但是随着轨道构造的加强和更新，电子计算机等新的技术设备的应用，人们对曲线养护方法的认识，也应该随之更新，用现代的“全面质量管理”的观点，来重新研讨曲线整正的方针和具体措施，本文就这一问题，提出几点探讨性意见。１对曲线养护过程的分析现行的曲线整正及养护过程如图１。解剖这个过程，我们可以看到：１．１曲线拨正的质量，是测正矢、算拨距、拨道、夯实四项作业的综合结果。要想提高曲线整正的质量，就必须研究分析这四项作业所产生的误差及其对拨正质量的影响程度。１．１．１测量正矢的误差：目前测量正矢使用的工具，普遍是使用线绳，试验结果表明线绳的抗张强度低，２人用手拉线绳在３级风天气测量时，正矢值的偶然误差可达２－３ｍｍ；测量一个曲线，如果风向始终是横向吹弦绳时，则可使曲线各正矢普遍增大或缩小１－２ｍｍ，这样则可使曲线正矢总和与真值相差甚多。现场正矢是拨量计算的原始数值，如果这个数值不准确，则计算机的精度再高，其计算结果仍然不能与现场实态相符。正矢值测量...     

集逼近插值于一体的形状可调曲线曲面

为了使3次均匀B样条曲线曲面既可以在不改变控制顶点的情况下自由调整形状,又可以在不需要反求控制顶点的情况下轻松实现插值,这里在多项式函数空间上构造了含两组参数的混合函数,并由之定义了基于四点分段的多项式曲线和相应的张量积曲面.混合函数以3次均匀B样条基函数为特例.其中的一组参数控制曲线段的端点位置、曲面片的角点位置;另一组参数控制曲线段在端点处的切矢、曲面片在角点处的切矢.合理选择参数,可以使曲线曲面位于控制顶点的凸包内,或者插值内控制顶点.因此,这里用一个模型实现了对控制多边形或控制网格进行逼近和插值的统一表示.数值实验结果显示了方法的正确性与有效性.     

基于条件数约束的秦俑图像特征点匹配

特征点匹配是文化遗产数字化保护中很多问题的一个重要环节,如何减少匹配对中的离群点是匹配需要考虑的重要问题.使用SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算子获得初始匹配对,对特征点进行三角剖分,使得每个三角面片进行非刚体变换,并确保其受条件数约束,定义一种能量函数,将特征匹配问题转化为优化问题,使用一种迭代重加权的算法进行优化.使用相关秦俑数据进行实验,结果表明方法能够降低离群点比例,提高匹配准确度.     

基于轮廓曲线和特征区域的秦俑碎块匹配算法

为了提高秦俑碎块匹配的精度和速度,提出了基于轮廓曲线和特征区域的碎块匹配算法.提取碎块的断裂面及其轮廓曲线,并将轮廓曲线进行分段,再采用最长公共子序列算法将轮廓曲线进行匹配,以实现碎块的粗匹配;根据体积积分不变量计算碎块断裂面上所有顶点的凹凸性,并将断裂面划分为一系列或凹或凸的特征区域;计算断裂面上各个特征区域的质心,并采用改进的迭代最近点算法对质心进行匹配,以实现断裂面的细匹配.实验采用了3种匹配算法对秦俑碎块数据进行匹配,结果表明基于轮廓曲线和特征区域的匹配算法能更加精确地完成碎块断裂面的完全匹配和部分匹配,并在细匹配阶段取得了更高的迭代收敛速度.      

平面曲线轮廓度误差评定的算法分析

为准确测定平面曲线轮廓度误差，本文提出一种平面曲线轮廓度误差评定的数学模型及其计算方法。文中首先通过对测量曲线特征点的平移和旋转完成粗调，进而通过坐标轮换法按最小条件原则实现平面曲线的最佳匹配以消除测量时的定位误差；针对测量的关键问题——点到曲线的最短距离，文中提出了一种新颖的法矢定界法，不必事先对复杂曲线进行单调处理，通过矢量积运算得出测量点到曲线最短距离的所有局部解，再求出其最小值即为测量点到曲线的最短距离。计算实例验证了该算法的可行性和实用性。     

基于分段Hausdorff距离的车身前脸匹配优化

为提高发动机罩、前大灯、保险杠、翼子板等匹配的间隙均匀度, 提出了基于分段Hausdorff距离的匹配优化方法.该方法以3个匹配件轮廓边界线的分段Hausdorff距离加权和作为优化目标函数,采用遗传算法全局搜索最优匹配位置,并结合两款车型前脸不同区域的匹配优化实例进行验证.结果表明,所提出的方法能够显著提高匹配质量与调整效率.     

数字化曲面的法矢求解

采用累加弦长三次样条参数曲线，先求出离散点处两个方向的切矢，进而求解出该离散点的法矢，与传统的用样条曲面的方法求数字经曲面法矢的方法不同，采用本方法精度高，可以满足仅仅需要离散点处的法矢的场合。     

基于有序点集距离的形状匹配算法

针对基于豪斯多夫距离的匹配算法存在时间复杂度高、较难处理部分匹配和无法精确对位等问题,提出了一种改进的基于有序点集距离的形状匹配算法.该算法利用轮廓点集的有序性,动态计算点集之间的匹配关系.算法首先计算曲线的轮廓点曲率,并根据匹配代价作出匹配矩阵,然后基于匹配矩阵的连通情况来判断2幅图像是否匹配,最后依据最短连通路径附近的像素点分布来确定最终的匹配点.实验证明,本算法能加快匹配速度,较好地处理部分曲线匹配,并能确定匹配轮廓点到点的一一对应关系.     

基于有限元某轿车左前门的模态刚度分析

建立左前车门的有限元分析模型,对车门在自由状态下进行模态分析;在一定工况下对车门的框架刚度分析;在一定工况下对车门进行腰线刚度的分析,通过通用的有限元分析软件HyperMesh进行分析,为结构设计选择及结构优化提供了理论依据.