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。     

弹簧智能CAD系统的开发

机械产品设计是一个反复创造模型和评价模型的复杂循环迭代过程。将人工智能的思想和方法应用于机械产品的设计 ,可以快速、准确、灵活的实现设计过程中概念设计、初步设计和详细设计 ,并具有很好的选择判断和综合决策能力。文章结合设计过程较为繁杂的弹簧设计 ,在分析弹簧结构尺寸标准数据、设计工程图表数据处理等问题的基础上 ,就如何将人工智能应用于机械零部件设计的问题进行了研讨     

农用运输车钢板弹簧选型与计算机辅助参数设计

对四种常见的车用钢板弹簧的结构和性能进行对比分析,提出了在开发设计农用运输车时选用钢板弹簧的一般方法以多片等截面式和少片变截面式钢板弹簧为例,介绍了钢板弹簧的计算机辅助参数设计的步骤和方法在设计计算机程序时,将热轧弹簧扁钢的宽度和厚度系列尺寸编成数组进入程序自动循环计算,可以有效地找出多片等截面式钢板弹簧的所有可行设计方案,供设计者选择;用复合形法对少片变截面式钢板弹簧进行优化求解时,采用一种实用的确定初始点的方法,可使优化设计效率大大提高最后针对某1.0t级农用运输车的前钢板弹簧,给出了按多片等截面式和少片变截面式这两种类型进行设计的结果     

可靠性设计及CAE在可靠性设计中的应用

本文阐述了可靠性的基本概念和计算,介绍机械设计中可靠度R数值的正确选取和提高可靠性的具体措施.并举例说明用CAE在可靠性设计中的应用,采用这种方法,可自动计算出满足要求的截面尺寸,而且安全可靠,其可靠度可以用数字准确的表示出来。     

计算机辅助设计在展示设计中的应用

展示设计是一门综合性的实用艺术设计。其主体为展示物,其本质是一种信息传递的表现形式。展示设计师设计意图的表达,长期以来一直以手工绘制效果图、施工图来实现,在绘图过程中面临大量重复性劳动。利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动,专注于设计本身,缩短设计周期和提高设计质量。计算机辅助设计已经成了设计师必备的技能。但是由于其应用的便利性、多样化的无限复制使得设计师对计算机过于依赖,对传统展示设计理念产生了一定的影响。     

离散变量优化方法及在地下墙围护设计中的应用

以离散变量搜索型方法的复合形法为基础，利用内点罚函数的基本思想构造有效目标函数，放松常规复合形法对顶点必须在可行域内的严格限制，相应地，适当加快映射步长的缩小速率以提高求解效率，用该方法结合平面弹性有限元法对地下连续墙围护结构进行优化分析，取得了较好的效果。     

混合离散变量优化方法在机械设计中的应用

在机械优化设计中,混合离散变量优化方法得到了广泛的应用,具有较高的工程应用价值。通过实例证明离散变量优化方法比常规优化设计效率高,可靠性好,是目前解决机械优化设计问题的有效途径。     

逆向工程及其在工业设计中的应用研究

首先介绍了逆向工程技术以及在工业设计中的应用,然后介绍了在工业设计过程中采用逆向工程必需的硬件和软件条件,并以汽车产品的设计为例,阐述了逆向工程的实施过程和必须注意的问题。     

逆向设计在信息时代创新设计中的应用

为有效运用逆向设计工具及方法,体现计算机辅助设计中逆向环节对产品设计的重要作用以及企业如何运用逆向设计进行产品的创新设计研究,本文对信息时代产品设计竞争力、逆向设计的技术分析,特别是逆向与创新设计进行分析,以建构起适合信息时代的创新设计方法。     

遗传算法在离散变量结构优化设计中的应用

研究适于离散变量结构优化设计的遗传算法．探讨了离散变量结构优化问题的基因表达模式，提出了一种减小基因搜索范围的子空间构造方法．该算法可处理受应力、位移约束的结构优化问题．数值计算实例表明该算法效率高，具有很强的适应性     

面向混合不确定性的可靠性设计优化方法研究

针对可靠性设计优化过程中,模型受到不确定性参数的影响而使计算可靠度困难的问题,提出一种面向设计变量和参数同时存在不确定性情况下的可靠性指标计算方法.基于克里金响应面进行估值,计算数据分布特征,拟合数据分布的概率密度函数,形成混合不确定性的统一量化表达形式,根据可靠性理论的应力强度干涉模型,使用联合概率积分法计算得到设计点的可靠度.在此基础上构建基于克里金响应面的可靠性设计优化流程,实现设计变量和参数同时存在不确定性时的可靠性设计优化.通过典型算例进行分析,计算结果表明:与只含有设计变量不确定性的情况相比,该方法可有效应对参数不确定性造成的影响.     

多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用

应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论域上的集合转换,从而用遗传算法寻求到子目标函数在可行域空间的最优解和约束最优值.优化结果表明,在工程设计中应用多目标模糊优化方法是可行和有效的.     

多学科混合协同设计优化方法

讨论了在多学科设计优化过程中,层级系统、非层级系统以及它们的子系统之间的相互关系,并将混合系统分成四类.通过建立多学科设计优化过程中各子系统设计变量和目标函数的协同规则,研制了针对混合系统优化设计的多学科混合协同设计优化方法.将此优化方法应用到微机械陀螺的优化设计中,取得了满意的结果.     

FFD方法在气动优化设计中的应用

本文将基于弹性体变形思想的FFD(Free Form Deformation,自由变形)方法引入飞机气动外形优化设计中,为气动优化设计提供了一种快速、有效的参数化方法和自动网格生成方法.对FFD方法的原理进行分析,归纳了FFD方法的特点;将FFD方法应用于几何外形参数化和空间网格自动生成中,建立了基于FFD方法和遗传算法的翼型优化设计系统以及基于FFD方法、遗传算法和Kriging代理模型的翼根整流包优化设计系统;分别对NACA0012翼型和DLRF4翼身组合体翼根整流包进行减阻优化设计,优化结果得到了显著的减阻成效,证明了FFD方法在气动优化设计中有很好的应用效果.     

离散变量板壳结构拓扑优化设计及其应用

将包含两类变量的桁架结构拓扑优化设计的概念及求解离散优化的相对差商法进一步推广到由板壳单元组成的板壳结构的拓扑优化，建立了包含两类变量的板壳结构拓扑优化设计模型，并采用相对差商算法进行求解．最后给出了一个特种车起竖油缸支撑横梁拓扑优化的工程实例．     

基于离散样本的一种最优化方法研究

探索一种解决结构优化设计问题的新思路.以一种新型直线电机的结构参数优化为例,通过建立电机的有限元计算模型及试验验证,获得了用于支持向量机回归建模的离散样本空间,建立了SVM回归模型,进一步采用遗传算法和混沌优化方法,对直线电机的结构参数进行了优化,获得了直线电机的较优结构参数.为最优化设计问题提供了一种新的思路,实践应用证实了该方法是有效可行的.     

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。     

用于逆向计划设计的整合优化方法

针对调强放射治疗逆向计划设计中两步法优化算法在临床需求和硬件需求之间不能很好协调的问题,提出了一种新的整合优化方法.在强度图优化中,将传统的在目标函数添加平滑项改为在约束中添加总机器跳数约束项;另外在两个优化过程中加入反馈过程,依次求取各射野的子野序列.与目前已有的基于全变差平滑的算法在临床测试病例上进行了对比实验,结果表明,当总机器跳数和总子野个数分别为50和30时,新方法的目标值(43.195 2)远低于基于全变差平滑算法的目标值(72.154 7).     

Co-evolutionary design of discrete structures based on the ant colony optimization

In order to optimize the sizing and topology of discrete structures together and resist the combinatorial explosion of the solution space,a co-evolutionary design(CED)method based on ant colony optimization(ACO)for discrete structures is proposed.The tailored ant colony optimization for the sizing of structures(TACO-SS)and the tailored ant colony optimization for the topology of structures(TACO-TS)are implemented respectively.Theoretical analysis shows that the computation complexity of each sub-process in CED based on ACO above is polynomial and it guarantees the efficiency of this method.After the parameter settings in TACO-SS and TACO-TS are discussed,the convergence history of a sub-process is studied through an instance in detail.Finally,according to the design examples of the 10-bar and 15-bar trusses under different cases,the effectiveness of the CED based on ACO is validated and the effects of the loads and the deflection constraints on the co-evolutionary design are discussed.