大口径反射镜分析驱动设计与优化

提出基于高精度有限元分析和优化算法的分析驱动设计方法,实现了大口径反射镜的快速设计.首先使用商业CAD软件设计反射镜的概念模型,其模型的构型只受少数关键参数控制.然后针对概念模型进行高精度有限元分析,得到能够权衡计算精度和计算代价的有限元模型.接着对反射镜的概念模型进行布局优化设计.最后提出反射镜的详细模型,并对其进行参数优化设计.该设计流程通过sight平台集成后自动运行,并回避了传统上光机结构设计流程依赖于几何模型的不足.基于该集成流程,设计了一个1.5m口径反射镜,分析得到其面形PV值小于λ/12,RMS值小于λ/56 (λ=632.8nm).设计结果表明,该方法具有很高的设计效率和实用性.     

大客车侧翻安全性多目标优化

建立某大客车的侧翻有限元模型,仿真结果表明,其初始设计无法满足侧翻法规要求,需要进行优化设计。为克服碰撞分析的高度非线性给优化造成的困难,结合均匀实验设计、响应面方法和逐步回归技术建立该客车的侧翻响应面替代模型,并以车体质量最小,车身结构吸能最大为目标函数,以满足侧翻法规为约束条件,采用NSGA-II算法进行多目标优化设计。对优化方案进行有限元仿真验证,结果表明,优化方案不仅使该客车满足了ECE R66法规的要求,而且减小了车体总质量,同时增加了车身结构的吸能,有效地提高了侧翻安全性。     

基于动力学仿真的舰炮基座结构拓扑优化设计

根据密度法的基本理论,结合工程实际,以非线性动力学仿真为基础,建立了某舰炮基座结构拓扑优化有限元模型.通过对最小成员尺寸的控制,避免了基座优化模型出现数值不稳定问题,得到了基座的优化设计结构,并用于全炮非线性动力学仿真分析.在引入比刚度结构效能的情况下,对比分析优化前后的仿真结果,表明基于密度法的基座拓扑优化设计结构能够满足该舰炮的工程实际需要,为舰炮轻量化设计提供参考和借鉴.     

基于ANSYS的混凝土早期徐变应力仿真分析

利用通用商业有限元软件ANSYS提供的用户可编程特性(UPFs)以及参数化设计语言(APDL),对ANSYS进行了二次开发,将混凝土徐变的指数函数模型和混凝土弹性徐变方程的隐式解法引入ANSYS,实现了早期混凝土徐变应力的有限元求解,弥补了ANSYS不能进行混凝土早期徐变应力分析的不足,并通过算例验证了该模块的正确性.     

城市公共交通线网优化设计模型和方法

本文给出了“城市公共交通线网优化设计”的模型和方法。该研究以武汉市为背景,设计出了对线网进行调整的优化线网。整个优化计算用的程序系统已在M——150机上实现,可用于大、中城市公共交通线网及线路的各项时间、客流等指标的分析和优化设计。     

大口径平背形主镜轻量化结构优化设计方法

将参数优化与拓扑优化设计方法应用到采用背部支撑方式的大口径平背形反射镜中,提出了一种理论性强、效率高的新型轻量化设计方法。利用ANSYS参数优化设计,确定了主镜最佳背部支撑位置;再利用OPTISTRUCT变密度法拓扑优化设计,获取了主镜拓扑结构形式,结合结构力学及灵敏度分析得到了满足镜面面型、结构刚度及轻量化率要求的最佳主反射镜轻量化结构。     

基于MODELCENTER的EPUAV系统模型建立与参数优化

建立了小型电动无人机(EPUAV)的系统模型,包括几何外形模型、气动参数计算模型、质量计算模型、发动机模型和操稳性模型.基于多学科协同设计集成优化平台ModelCenter进行系统集成,并建立了EPUAV的多学科设计优化模型,利用遗传算法实现了EPUAV的总体参数优化设计,实现了EPUAV的快速总体优化设计平台.飞行试验验证了EPUAV系统模型准确性,优化结果满足设计要求.     

考虑库存控制的物流网络设计优化模型与算法

研究同时考虑库存控州策略和物流网络优化设计问题的优化模型和算法。在考虑顾客的需求量都是随机且服从正态分布的前提下，结合最优库存控制策略，提出了一个能同时描述库存决策和物流网络设计决策的非线性混合整数规划的优化模型，井设计了相应的模拟退火算法进行该优化模型的求解。最后的算例表明，采用该优化方法运算快捷，所得结果正确合理，且与其他方法得到的结果相比，收敛速度更快，且最优解的总费用均有很大程度的节省，从而能为此类的物流网络设计问题提供科学的指导依据。     

海洋结构在海冰环境中动力响应的视景仿真

为了真实再现海冰和海洋平台之间的相互作用过程，开发了海冰环境下海洋平台动力仿真系统。该系统基于MultiGen和Vega软件建立海洋平台的可视化模型，通过ANSYS有限元软件计算海洋平台的动力响应，并使用了参数化建模方法，可以方便的修改海洋平台结构参数和海冰参数。介绍了实现海洋平台冰环境下的动力仿真过程的关键技术和实时仿真的一些细节问题，并对仿真效果进行了优化。ANSYS、MultiGen和Vega软件联用，对海冰载荷下的海洋平台动力仿真取得了很好的效果。使用该系统可以对海洋平台冰激振动获得直观、形象的认识，从而为海洋平台的设计、使用、振动控制提供帮助。     

航线网络区间型相对鲁棒优化设计

枢纽航线网络的设计参数如果发生变化,最优的航线网络可能也发生变化,此时航线网络缺乏鲁棒性.为增强枢纽航线网络的鲁棒性,引进区间型设计参数情形集,建立了区间型枢纽航线网络相对鲁棒优化模型,修正了最短路算法,并与模拟退火法相结合,设计了模型的混合求解算法.最后,采用航线网络设计的经典数据集进行了算例仿真,结果表明相对于确定性优化设计和离散型鲁棒优化设计的方法,该方法获得的枢纽航线网络具有更强的鲁棒性.     

飞行仿真转台框架结构动力学优化设计

针对某型号仿真转台台体框架，基于保证框架刚度和降低框架转动惯量的优化目标，利用有限元分析软件对其进行模态分析和模态修正，得到了框架各方向一阶固有振型频率基本一致的优化结果。在保证一定刚度的条件下进一步降低了框架的转动惯量，为框架结构优化设计提供了重要参考。     

航空保障系统易损性定量评估体系研究

阐述了大型载机舰船航空保障系统易损性定量评估的体系构架,将模糊数学与损伤树相结合,以有限元计算结果作为系统设备冲击响应数据支持,建立了航保系统的模糊损伤树,使系统易损性评估结果具有较高可信度.最后给出了激光炸弹攻击下该系统的易损性评估结果,结果表明该评估体系对于大型载机舰船系统易损性评估和生命力设计有指导意义.     

回收钢破碎机理的计算机仿真

利用非线性有限元法，以ANSYS/LS-DYNA为工具，对不同锤头形状、不同锤重、不同锤击速度的回收钢破碎过程进行了计算机数值仿真，得出了回收钢最佳破碎速度的结论。为回收钢破碎机的设计制造提供了一定的理论依据，所述方法具有一定意义。     

油水两相流ECT系统电场特性数值分析及参数优化

以12电极油水两相流电容层析成像系统为研究对象，介绍了电容层析成像系统的工作原理及数学模型，采用有限元方法对传感器灵敏度分布（敏感场）进行计算和仿真，通过采用不等间距网格完成了传感器场域的自动剖分，分析了各个传感器参数对传感器性能的影响，提出了传感器性能评价函数，并基于正交试验法确定了一组优化参数，为传感器的设计及研制提供参考依据。     

基于ANSYS分析与正交试验法的压力机机身轻量化设计

建立了基于ANSYS的某开式压力机机身的有限元模型,并且模拟实际工况进行应力分析计算。然后从有限元分析结果出发,对机身的结构进行优化和试验验证;通过数据分析处理,获得影响压力机机身重量的关键机身结构尺寸,利用最小二乘法建立出机身重量的回归方程。进而给出优化后的机身结构数学模型,提出较为合理的机身轻量化设计方案。     

新型建模及优化方法在爪极发电机中的应用

通过电机参数样本空间设计,引入支持向量机,对爪极发电机的电磁模型进行非线性回归建模分析,基于混沌理论对爪极发电机结构参数进行优化.仿真结果表明,支持向量机用于爪极发电机非参数建模准确可行,并且是高效的,非常适合于需要大规模迭代计算的参数优化.将有限元电磁仿真与支持向量机结合用于非参数建模,以及在非参数模型的基础上用混沌进行优化,这为爪极发电机以及其它的电磁工程设计提供了一种新的思路.     

虚拟样机中有限元法

研究基于虚拟样机的产品设计方法及其应用，重点研究了基于虚拟样机的并行产品设计方法、基于有限元法的产品优化设计、基于随机有限元的可靠性设计等。结合典型产品汽车车身的设计，研究了汽车车身并行虚拟样机设计方法，为机械类新产品的开发提供了可借鉴的有效方法与途径。     

渐开线直齿轮齿根裂纹扩展模拟

利用自由度耦合方法建立了具有旋转自由度的齿轮接触模型，用以分析齿轮的应力应变场。采用奇异单元和等参单元混合分网的方式建立了齿根裂纹的有限元模型。基于ANSYS有限元软件平台，依据弹性断裂力学理论编制了齿根裂纹生长的自动分析程序。模拟了渐开线直齿轮齿根裂纹扩展过程，模拟结果与试验结果相吻合。