基于Kriging模型的大客车侧翻安全性多目标优化

建立某型客车的有限元模型,依据ECE R66法规对客车侧翻安全性进行了多目标优化.根据侧翻仿真结果,选取客车上部结构关键零件截面形状为变量,以最大质心加速度和质量为目标,以侧围立柱与地板间夹角θ为约束条件,并结合最优拉丁方试验设计法生成了高精度的Kriging模型.利用NSGA(non-dominated sorting genetic algorithm)-II算法对大客车侧翻安全性进行了多目标优化并得到了Pareto最优解集.优化结果表明利用截面形状优化法可以在质量增加较小的条件下提高整车的侧翻安全性能.     

一种新型上部结构的客车侧翻安全性分析

以某传统"五大片"式客车车身上部结构为基础,设计一种新型整体式"U"型梁客车车身上部结构.根据ECE R66法规要求,建立了2种车身上部结构方案的整车侧翻有限元模型.对客车车身局部骨架刚度试验进行模拟分析,检验了模拟计算的可靠性.采用显式非线性有限元求解器LS_DYNA对客车侧翻过程进行模拟分析.利用ADAMS软件计算出客车侧翻撞击地面时的线速度和角速度,作为侧翻模拟分析的初始条件.研究结果表明,两种车身上部结构方案的客车都能满足ECE R66法规关于乘员生存空间的要求;与传统"五大片"式客车相比,整体式"U"型梁客车车身上部结构将更多的碰撞能量传递给顶盖骨架和非碰撞侧侧围骨架,使得碰撞侧侧围骨架吸能减少,侧窗立柱的变形量减小,提高了客车的侧翻安全性.     

客车车身强度分析及其优化设计

本文探讨了用有限单元法分析客车车身结构强度和结构优化设计,建立了力学模型,改进了结构优化设计方法。在此基础上研制了组合结构优化程序SOP,推出了一种关于客车车身结构优化设计的有效的新程序。经过5次迭代,车身骨架自重减轻了14％。     

响应面模型与多目标遗传算法相结合的机床立柱参数优化

针对传统方法在复杂机械结构优化设计中的低效性和局限性,提出了一种将响应面模型与多目标遗传算法相结合的优化设计方法.采用拉丁超立方试验的设计方法,在设计空间抽取样本点并进行数值模拟,建立了由7个设计参数所决定的立柱最大变形、首阶固有频率及质量的初始二阶响应面模型.利用多目标遗传算法对响应面模型进行循环逼近优化,得到了Pareto最优解集.仿真结果表明,在质量不变的条件下,优化解可使立柱首阶固有频率增加15.9%,导轨处最大变形减小7.7%,可通过有限次数的数值模拟计算获得设计空间内的近似最优解,因此较适用于机床及类似复杂结构的多目标多参数的优化设计.     

基于个体强度的自适应差分多目标免疫算法

考虑到支配解可能携带有利于算法搜索到最优解的信息, 在克隆阶段选择一部分非支配解和支配解克隆以提高种群多样性和避免算法早熟收敛。在进化阶段, 先采用自适应差分进化算子交叉变异, 然后用多项式变异算子进行扰动以有效地平衡算法的全局搜索和局部搜索。基于个体强度建立外部文档储存一定数量的较好解, 并让这些较好解在每次迭代中参与进化且被更新。对10个标准测试函数进行仿真实验, 并与其他5种算法进行比较, 结果表明所提算法在收敛性和解的分布性方面均表现出明显优势。     

客车侧翻碰撞中安全带对乘员损伤的影响分析

参照欧洲ECE R66法规要求,建立客车侧翻仿真模型及其乘员约束系统模型。利用LS_DYNA软件对客车侧翻碰撞试验和客车座椅动态试验进行模拟分析,并与试验结果进行对比,结果表明,有限元模型具有较高的精度。将4个HybridⅢ50%男性假人模型放置在客车最薄弱的车身段座椅上。对客车侧翻过程中,3种约束条件(无安全带、两点式安全带和三点式安全带)的乘员损伤情况进行分析。研究结果表明:无安全带约束时,假人头部和颈部将受到严重损害;两点式安全带和三点式安全带对于所有假人颈部及胸部的保护效果相近;两点式安全带能有效降低大部分假人的头部损伤风险,但碰撞侧外侧假人头部损伤值仍较高。     

综合式圆孔拉刀的多目标优化设计

针对以单目标优化设计圆孔拉刀的某些不足，采用多目标优化设计圆孔拉刀。在考虑刀具及机床等约束的基础上，以圆孔拉刀粗切齿部长度最粒和拉削力最小为优化目标，对圆孔拉刀参数中的齿升量及齿距进行了优化，并用罚函数法进行了实例优化。     

带传动的多目标优化设计

利用优化设计的方法,对V带传动进行设计,提出了带传动多目标设计的方法,并建立了以带轮直径小、中心距小、V带根数少为目标的优化数学模型     

基于博弈理论的拱坝体形多目标优化设计

以坝体体积、最大主应力、高应力区范围为目标函数,建立了拱坝体形多目标优化模型.根据多目标优化设计问题与经济学中博弈问题之间的相似性,将多目标优化中的各分目标函数看成博弈方,所有可行解就是博弈策略集,从而提出了拱坝体形多目标优化设计问题的合作博弈方法.白鹤滩拱坝体形优化设计结果表明,该方法比传统的多目标优化方法(如线性加权法和理想点法)更能综合反映各优化目标的要求,优化结果更加合理,并具有较高的计算效率.     

综合式圆孔拉刀的多目标优化设计

针对以单目标优化设计圆孔拉刀的某些不足，采用多目标优化设计圆孔拉刀。在考虑刀具及机床等约束的基础上，以圆孔拉刀粗切齿部长度最短和拉削力最小为优化目标，对圆孔拉刀参数中的齿升量及齿距进行了优化，并用罚函数法进行了实例优化     

侧翻安全性的校车侧围结构轻量化设计

根据《客车上部结构强度的规定》对校车车身结构侧翻安全性的规定,建立和验证某校车有限元分析模型.采用均匀设计方法对校车的侧围结构厚度参数进行多水平多因素实验设计和侧翻仿真分析,并拟合实验设计数据获得轻量化水平较优的因素水平组合.结果表明:在侧围结构满足法规对生存空间要求的前提下,选择因素水平组合U₂₄₆₅并参考实际型钢的厚度规格(1(1.0,1.0),2(2.0,1.5),3(3.0,2.0),4(2.5,2.0)),可使侧身结构质量轻量化24.39%.     

铁路物流中心多目标分层选址优化模型及算法

以全国铁路既有货场为研究对象,基于不同节点等级,研究了跨区域下多等级铁路物流中心选址优化方法.在利用改进DEA模型对既有货场发展状况进行评价的基础上,以铁路既有货场资源利用最大化、铁路物流中心建设成本最小化为优化目标,建立铁路物流中心分层选址的0-1混合整数规划模型,并设计了遗传算法进行求解.最后,以全路2500余个货场为对象,设计了"45-256-509"的全路铁路物流中心选址方案,三个层次的节点分布呈金字塔形,符合网络构建的基本特征,充分验证了优化数学模型和求解算法的有效性,为铁路物流中心的建设提供参考依据.     

基于随机需求的接运公交时刻表的鲁棒性优化方法研究

接运公交需求的随机性会对接运公交时刻表的编制与投入运营产生扰动影响. 为降低此不利影响,基于鲁棒性思想研究了随机需求下接运公交时刻表的优化方法. 随机接运公交需求的每一组实现为一个情景,情景目标值综合考虑乘客成本与运营成本的最小化. 以接运公交需求为随机变量,建立了接运公交时刻表的鲁棒性优化模型,模型综合考虑情景的期望值与偏差期望值最小化. 模型具有组合优化与随机规划特性,选用遗传算法进行求解. 最后给出算例验证了模型与算法的有效性. 算例结果表明随着偏差权重系数的提高,鲁棒性模型更倾向于降低随机需求带来的扰动.     

基于共轭梯度法的线性规划优化设计

通过罚函数的引入以及对目标函数的适当改进,笔者利用共轭梯度法处理约束条件下的线性方程的优化问题,并通过仿真数据进行验证,验证结果表明采用该方法比目前广泛应用的线性规划处理方法起到更好的优化效果.     

客车后排3人椅试验仿真与钩件尺寸优化

为了降低座椅钩件的材料成本,采用Hyperworks软件建立某款客车后排3人座椅的有限元模型.基于GB 14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX 固定点及上固定点系统》进行座椅安全带固定点试验与仿真,对比分析上、中、下3条绳索最大位移量,验证仿真模型有效.在仿真模型基础上,针对座椅后脚钩件提出3组优化方案,选取最优方案,利用Optistruct模块对最优方案钩件进行尺寸优化.结果表明:在满足安全带固定点试验法规的前提下,座椅钩件厚度从10 mm减至2.5 mm;采用Q235材料代替原SAPH590材料,可以降低座椅钩件成本.     

灵敏度分析的客车车身模块重构与结构轻量化优化设计

提出基于灵敏度分析的车身模块重构设计,结合结构优化方法开展客车车身的轻量化设计.通过车身模块化减少灵敏度分析时的设计维度,并基于各子块厚度对车身扭转刚度的灵敏度系数进行车身的模块重构和结构优化.通过对比优化前后整车的强度,验证该方法对客车车身轻量化设计的可行性.结果表明:该方法使客车车身的质量降低了460 kg,最大应力减少了14.26%,且降低了车身结构优化设计的复杂度.     

基于 Atom510的校车安全监控管理系统设计

介绍校车安全监控管理系统的设计,该系统基于Intel Atom 510平台,运用物联网技术、嵌入式系统、云计算技术,实现了教育管理部门、学校、家长对校车全面、持续、有效的监控。该系统同时具备上下车乘客身份识别及人数统计、安全驾驶检测等安全管理功能。     

轮式车辆驾驶室安全强度的试验研究

模拟拖拉机翻车工况,对驾驶室的安全强度进行动载测试分析,获得主要构件的应力—作用力及位移—作用力的关系曲线,并找出驾驶室的薄弱环节,为驾驶室安全架的合理设计提供了依据。