DESOPT机械优化设计软件系统的构建与应用

针对机械优化设计中需要输入大量的设计参数并且要根据不同的优化模型调用多种的优化算法的问题,构建了DESOPT机械优化设计软件系统.软件系统利用VC++和FORTRAN语言混合编程,包括了连续变量、离散变量和随机变量三个优化算法库,设置了前处理、运行和后处理模块,可以通过界面输入所需要的设计参数,能够处理连续、离散和随机设计变量的优化问题.整个系统具有良好的人机交互界面,给用户的应用提供了很大的便利.实例说明了DESOPT机械优化设计软件系统的具有一定的实用价值.     

工程结构的混合离散变量优化设计

针对设计变量为离散型和连续型的混合离散变量的优化设计问题，探讨了非均匀离散变量及连续变量的均匀离散化处理方法，分析了求解混合离散变量的优化设计问题最优解的方法。算例表明混合离散变量的优化设计方法可以应用于工程结构优化设计中，其优化结果不需圆整，大大提高了优化设计的效率和可靠性。     

混合离散优化方法在弹簧设计中的应用

针对机械设计中大量存在的离散变量或离散、连续混合变量的设计问题 ,分析了现行利用一般连续变量方法进行优化设计的不足 ,研究了混合离散优化方法应用的有关问题。结合圆柱螺旋弹簧设计的特点 ,讨论了在建立弹簧设计工程数据库及其设计规范应用软件时 ,如何进行混合离散优化方法的应用与步骤 ,给出设计的算例。     

混昆合离散优化方法在弹簧设计中的应用

针对机械设计中大量存在的离散变量或离散、连续混合变量的设计问题,分析了现行利用一般连续变量方法进行优化设计的不足,研究了混合离散优化方法应用的有关问题。结合圆柱螺旋弹簧设计的特点,讨论了在建立弹簧设计工程数据库及其设计规范应用软件时,如何进行混合离散优化方法的应用与步骤,给出设计的算例。     

整数优化(网格法)程序设计及应用

目前,在机械优化设计中,离散量或混合量的优化设计程序尚少,而在设计变量中包含有离散变量时,如齿轮的齿数、模数、钢板厚度等,则应选用整数优化程序。因此,本文以网格法为基础,根据设计变量变化的性质,分别采用连续量和离散量进行迭代计算,以获得较理想的最优化解。本文用ALGOL语言编写了整数优化计算程序,并进行了实例计算。程序简单易懂,使用方便灵活,特别对求解小型混合量优化设计课题是有参考意义的。     

基于混合离散复合形法的工程优化设计

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量优化设计问题,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法———混合离散复合形法。算例表明,混合离散复合形法可用于工程结构优化设计中,其结果不需圆整,解题可靠性和效率大大提高。     

基于混合离散变量复合形法的弧齿锥齿轮优化设计

以齿数Z1,模数m,齿厚系数ψR作为设计变量,建立弧齿锥齿轮的物理模型,以体积最小、传递功率最大为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于齿数和模数是非均匀的离散设计变量,齿厚系数是连续变量,因此,借鉴了连续变量和非均匀离散变量的处理方法———一种混合离散复合形法,并引用离散变量搜索优化方法。在混合离散复合形法基础上,探讨了解决有约束非线性混合离散变量的优化设计问题。经实例计算结果表明,混合离散复合形法可用于具有实际应用价值的弧齿锥齿轮优化问题。     

模拟退火算法在军用桥梁优化设计中的应用

军用桥梁结构优化设计中包含两类设计变量：连续变量和离散变量,混合变量优化设计问题是军用桥梁界普遍关注的问题。介绍了一种新的优化设计方法——模拟退火算法,其突出的优点是可以求得全局最优解。以军用桁架桥为例,对军用桥梁结构设计中连续和离散混合设计变量的优化问题进行了分析,计算结果表明该方法是可行的。对算法在军用桥渡结构设计中的应用提出了几个研究方向。     

天线结构的多工况离散变量优化设计

针对天线结构受载及工作状态的复杂性,研究了天线结构的多工况离散变量优化设计问题。首先建立了天线结构在自重、风荷作用下受精度、应力和稳定性约束的多工况优化设计的数学模型;其次根据材料特点,将设计变量取为离散变量,给出了天线结构的多工况离散变量优化设计数学模型。采用离散复合形法,对多工况8 m天线进行了优化计算。结果表明,计算结果与分析结果相吻合,该方法可应用于多工况天线结构优化设计中,且精度较高。     

对离散变量结构拓扑优化设计几个问题的探讨

探讨了离散变量结构拓扑优化的三个问题，指出离散变量拓扑优化也存在所谓奇异拓扑的现象，指出设计变量的离散程度和位移约束影响最优拓扑，优化设计时不可忽视。     

钢筋混凝土框架结构优化的拟满内力设计方法

为解决钢筋混凝土结构的优化问题,以满承载力设计思想为基础提出了一种新型的钢筋混凝土框架结构优化设计方法——拟满内力设计方法,该方法能解决钢筋混凝土框架结构约束众多且在设计过程中较难优化的问题。能处理同时具有尺寸约束、配筋约束、承载力约束的多变量、多约束的离散变量结构优化设计问题。算例结果表明,该方法的局部优化能力强,优化效率高,应用简单,可直接计算钢筋混凝土框架结构的优化问题,是一种可行且有效的优化设计方法。     

多学科优化设计在柴油机设计上的应用

多学科设计优化方法是一种新的针对复杂工程系统设计的获得整体最优设计方案的方法.本文研究如何在柴油机的设计中采用协调优化方法对系统进行建模和多学科综合设计优化,并通过实际的设计应用,证明协调优化方法可以通过合理配置设计参数,实现柴油机的优化设计,综合提高柴油机的经济性、技术性能、可靠性及使用寿命.     

基于盲数理论的机械稳健性优化设计

在机械稳健性优化设计中不确定变量常被假定为服从某种特定分布的随机变量,在随后的优化模型中丢掉了这些不确定变量的初始数据,这种对不确定变量的处理方式往往不能真切地反映不确定变量的本质,使得出的结论偏离事实. 为了更加真切地反映这些不确定变量,使用盲数表达机械设计中的不确定变量,运用盲数运算规则表达各不确定变量之间的关系,把盲数理论和稳健设计相结合,建立基于盲数理论的稳健设计优化模型. 使用该优化模型对一个气动换向装置进行了优化计算,优化结果好于传统的稳健设计结果. 基于盲数的方法是一种离散化的数值计算方法,算例充分展示了其灵活性,证明了该优化方法是合理的和实用的.     

基于改进正交试验设计的飞行轨道参数优化

采用微分进化算法改进了标准正交设计的均匀性.运用标准正交设计法和改进的正交设计法优化亚轨道飞行器再入段轨道参数.在相同的样本容量下,标准正交设计得到了估计误差满足要求的回归模型,而改进的正交设计得到的回归模型的估计误差有了进一步减小.采用复形调优法对两个回归模型进行寻优计算,两模型所得最优解均满足精度要求,而改进正交设计所得模型的优化效果更好.改进正交设计法进一步增强了抽样效率,是适用于轨道参数优化的重要方法.     

滚子活齿传动的模糊优化设计

应用模糊综合评判法对滚子活齿传动设计中模糊影响因素进行定量分析；建立了以体积最小为目标的模糊优化数学模型，并给出了相关解法和实例}将模糊优化和常规优化两种结果进行了比较，结果表明模糊优化设计是一种实际可行的科学的设计方法。     

特殊布局无人机多目标气动外形优化设计

从无人机外形设计的总体、气动设计要求出发,根据多目标优化的基本概念,将Pareto方法与遗传优化搜索相结合,并采用了群体排序、基于共享机制的小生境等技术,使解集具有良好分布特性。在此基础上建立了一套可满足无人机气动外形综合优化设计优化模型和优化方法。针对无人机外形优化设计要求,提出了复杂外形参数化和设计变量的选取原则。根据某无人机的设计要求,以亚声速和超声速气动特性为设计目标的无人机外形综合优化设计,取得了良好的优化设计结果。     

基于两级优化-进化算法的结构优化设计研究

针对结构优化设计问题的特点，提出了两级优化－进化算法的优化策略。以一个12层框架结构的优化设计为例，测试了该优化策略的效率，与单独采用进化算法相比，该优化策略在保证优化结果精度的前提下能大幅度提高优化的效率，是一种较好的工程优化方法，虽然以多层框架结构为优化对象，但提出的优化策略完全适用于其它类型结构的优化问题。     

选煤厂房楼板抗振优化设计

基于简化连续正交异性板模型和特征频率灵敏度分析技术,提出了一种选煤厂房楼板抗振优化设计方法。首先将具分布参数的无限自由度体系简化为多自由度体系,再根据刚度矩阵中每个元素相对于特征频率的灵敏度分析结果,得到动荷载激励下的梁板组合楼盖抗振优化设计结果。有限元动力分析与现场实测结果表明,该优化设计结果具有精确可靠的优点,与其他优化方法相比,本优化方法可大大减少计算时间,更适于在实际中推广应用。     

Reliability Based Design Optimization of Aero-Engine Spindle Ball Bearings

Aero-engine spindle ball bearings work in harsh conditions which are affected by relatively complex stresses. One of the key factors which affects bearing performance is its structure. In this paper,we used reliability based design optimization method to solve the structure design problem of aero-engine spindle ball bearings.Compared with the optimization design method, the value of equivalent dynamic load using reliability optimization design method was the least by MATLAB simulation. Also the design solutions show that the optimized structure possesses higher reliability than the original solution.     

基于MATLAB的圆柱齿轮减速器优化设计

优化设计是将最优化理论和计算技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的设计方法。在对圆柱齿轮减速器优化设计分析的基础上,建立了圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型,选取了合理的设计变量,并且确定了合适的约束条件,采用遗传算法来求解该优化设计问题。利用遗传算法优化得到的优化解与罚函数优化得到的优化解进行对比,差别较小。优化结果表明,利用遗传算法进行工程结构中的优化设计,优化方法可靠有效,能够使实际设计效率得到明显的提高。