50CrVA钢柴油机气门弹簧的优化设计

建立单目标函数，对柴油机中多约束、多变量、承受振动载荷的气门弹簧进行了优化设计．克服了传统的基本公式试凑法设计的不足．利用计算机解多约束、多变量的不等式方便快捷，可得到最优的设计参数。     

圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计

首先分析了圆柱螺旋弹簧静强度和疲劳强度可靠性模型建立方法,推导了其可靠性计算的公式和应力强度的分布形式.其次为充分发挥零件材料的效能同时又要考虑到零件的可靠性指标,以圆柱螺旋弹簧的质量为优化的目标函数,利用机械可靠性设计和机械最优化设计方法,在弹簧常规约束和可靠性约束基础上,建立了可靠性优化设计计算模型.最后,结合优化工具和上述优化模型对具体实例进行了应用计算,并分析对比了可靠性优化设计和常规优化设计的结果,说明所提可靠性优化设计方法实用、可靠,能最大程度地满足设计要求.     

弹簧的优化设计

对弹簧进行优化设计，首先要确定目标函数与设计变量，其次确定约束函数，最后建立数学模型，利用计算机求出优化结果．与经验设计方法相比较，采用优化设计方法可节约原材料45．4％，由此得出优化设计方法在机械设计行业具有广阔的发展前景．     

粘胶纤维开棉机加压弹簧的最优设计

在设计中以粘胶纤维开棉机弹簧体积最小作为最优化设计目标，以弹簧钢丝直径 ｄ、弹簧中径 Ｄ２ 及弹簧工作圈数 ｎ 为设计变量，采用约束最优化方法直接解法中约束随机方向探索法对弹簧进行最优化设计，最优设计的结果：ｄ ＝ １０ ｍ ｍ ， Ｄ２ ＝ ５２ ｍ ｍ ，ｎ＝ １０ 圈。     

圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计

分别利用序列二次规划(SQP)和遗传算法,提出圆柱螺旋弹簧的可靠性优化设计方法,将弹簧的结构参数作为随机变量处理,以可靠性指标作为目标函数,建立有约束非线性可靠性优化设计的数学模型,计算结果表明两种方法可以快速,高效的完成弹簧的优化设计,在机械优化设计领域有广阔的应用前景。     

基于MEMS技术的平面W型微弹簧刚度特性研究

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件———ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.     

基于MEMS技术的平面W型微弹簧刚度特性研究

为了方便平面W型微弹簧的设计和制造,对其刚度特性表征方面进行了研究.运用能量方法推导出平面W型微弹簧弹簧常数计算公式.通过镍质平面W型微弹簧的实际拉伸实验,对推导出的微弹簧弹簧常数计算公式进行了验证,公式计算结果与测试结果基本相符.同时在有限元模拟分析软件--ANSYS中进行了仿真计算,二者一致性很好.在公式和仿真计算的基础上,找出了各结构参数对其刚度的影响规律.研究结果为平面W型微弹簧的优化设计与加工提供了理论指导.     

风冷小功率柴油机气门弹簧优化设计

本文针对风冷小功率柴油机气门弹簧的动态特性和必须满足的设计要求,指出用于气门弹簧的一般传统设计方法不足之处,应采用现代新型设计方法——优化设计。作者用约束随机优化法对x170F柴油机气门弹簧电算得到最优化设计方案,对提高产品设计质量具有一定经济意义,可供其他小功率柴油机设计气门弹簧参考使用。     

拖拉机离合器碟形弹簧的优化设计

本文探讨拖拉机离合器碟形弹簧在已知工作条件(工作载荷P_6,碟形弹簧外径D,内径d)下,如何利用优化设计方法选择出一组碟形弹簧的优化结构参数。要求在满足强度条件下,还要满足刚度等各项设计要求。以离合器摩擦片磨损前后工作载荷变化值为目标函数,以碟形弹簧内截锥高度H、弹簧板厚度δ、工作载荷变形量λ_b为设计变量,以强度条件、几何条件等为约束条件,利用SUMT(惩罚函数)法构造一个新的目标函数,然后利用无约束优化问题的算法—powell(共轭方向)法搜索最优点。根据所编译的优化设计程序,按不同的机型和工作条件输入相应的数据纸带和改变控制台变量,可迅速得出一组优化结构参数。因此,文中所提出的优化设计方法和所编的计算程序可推广应用于其它碟形弹簧的优化设计中。     

机械零部件优化设计浅谈

机械优化设计作为获得最优值的一种新的设计方法,能节约材料、降低成本为企业带来巨大经济效益。机械优化设计需要建立优化问题的数学模型。模型由设计变量、目标函数和设计约束三者构成,而其中的设计约束即约束函数的选择是优化设计的重点和难点,本文举例说明选择约束函数的重要性。采用优化方法进行机械零部件设计比传统方法提高了设计水平,将会得到广泛应用。     

用约束正定式几何规化对偶法对弹簧优化设计

本文用约束正定式几何规划对偶法,对蒸煮用立式锅炉微启式安全阀上的圆柱形螺旋压缩弹簧进行了优化设计。结果表明:该法运算简便(不用计算机),而且可取得问题的全域最优解。     

预应力开孔梁模糊优化设计

在梁中开孔能够进一步满足结构功能要求 ,其中开孔参数的设计是重要一步 笔者在预应力开孔梁最新研究成果的基础上 ,用模糊规划方法 ,以开孔参数为设计变量 ,将预应力梁力学特性回归方程、应力强度计算公式转化为模糊约束函数 ,从而建立模糊优化模型 ,对开孔尺寸进行优化设计 ,得到基于模糊综合评判的最优解答 ,所得计算结果对工程应用中预应力开孔梁设计具有参考价值     

具有最佳传动角的曲柄滑块机构的设计

本文讨论了设计曲柄滑块机构时如何保证机构具有最佳的传动角;用解析法推导出设计计算公式,可以得到机构的最优解,供实际设计时使用。     

优化方法在削坡工程中的应用

对滑裂面固定的边坡进行削坡时 ,关键在于何处削坡使得土方量最小且边坡具有预期的稳定程度。本文利用最优化方法 ,将最小的削坡土方量作为目标函数 ,将预期的边坡安全系数作为约束条件 ,把该问题等价于一个有约束的优化问题 ,可找出最优的削坡方案。     

Fuzzy数学规划求解的约束域分割法

对模糊数学规划的目标函数取大∨与取小∧的问题，给出了一种求解方法——约束域分割法，此法对约束集凹集的数学规划问题亦有效。     

充填管袋堤坝结构断面优化设计

采用现代设计理论研究充填管袋堤坝结构断面的优化设计问题。构建以充填管袋堤坝结构断面关键几何尺寸为设计变量,堤坝工程造价最低为目标函数,设计高水位、设计低水位以及水位骤降3种工况下的边坡稳定安全系数等为主要约束条件的结构优化设计数学模型,借助FLAC3D软件进行结构分析并验证其边坡稳定性,优化模型求解采用复合形法。实例计算结果显示:优化设计方案与原设计方案相比,堤坝结构工程造价降低22.7%,土工管袋抗拉强度达到临界约束,堤坝结构的受力和变形状态有所改善,优化调整效果明显且经济效益显著。     

喷射器气体动力函数法的真实气体修正

索科洛夫提出的气体动力函数法是喷射器经典的设计方法，但是其基于理想气体的假设使得该方法应用于高压的真实气体时误差较大。运用气体热力学方法，从焓和定压比热容的定义入手，引入真实气体等熵温度绝热指数和等熵容积绝热指数，结合能量方程，推导出基于真实气体的气体动力学函数理论式。在此基础上，依据动量守恒和质量守恒定律，推导出了基于真实气体的气体喷射器与气力输送喷射器的基本方程。与索科洛夫设计方法进行了对比，结果表明，低压工况下，基于真实气体的修正方法与索科洛夫设计方法计算结果吻合，说明修正的设计方法覆盖了索科洛夫设计方法；但在高压工况下，两种设计方法的结果差异明显。基于真实气体的修正弥补了索科洛夫设计方法的局限，可适用于全压范围的喷射器设计。     

两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计

采用泛函极值分析的拉格郎日乘子法，对压杆在两端弹性铰支约束下进行截面优化的稳定分析。求得压杆在任意弹性铰支约束下，截面优化分布规律和挠曲函数的通用表达式，并给出计算临界荷载的统一公式。     

基于理想点法的双目标结构鲁棒设计

在结构优化过程中结合鲁棒设计的思想，分别定义了目标鲁棒性及约束鲁棒性，将结构鲁棒设计问题描述成双目标优化问题，采用理想点法并结合序列二次规划优化策略求解该双目标鲁棒优化问题。为保持约束的可行性，根据最坏情况分析方法，在原始约束函数基础上加上带有惩罚因子的惩罚项。舱口盖及悬臂梁的设计结果表明了该方法的可行性。     

基于Rankine源法的船体线型优化设计

在船舶初步设计阶段,为了快速、准确地获得阻力性能优良的船型方案,将势流兴波阻力理论Rankine源法、黏性理论和最优化技术有机结合,开发了适用于实船的线型优化设计程序.在优化计算过程中,将降低兴波阻力作为主要目标,将排水量限制作为基本约束条件,将反映船型变化的船型修改函数参数作为设计变量,采用非线性规划法中的SUMT(sequential unconstrained minimization technique)内点法进行最优化计算.通过对某高速水面舰船前半体不同区域的优化计算,获得的改良船型降阻效果明显,由此验证了该程序用于船型优化的有效性和可行性.