超环面行星蜗杆传动的多目标优化设计研究

提出了超环面行星蜗杆传动以减速器体积最小和啮合齿面间相对速度最小为目标确定传动参数的多目标优化设计方法,建立了基于多目标优化设计的数学模型.通过优化模型求解,确定了超环面行星蜗杆减速器的最优参数.最后利用优化结果完成了减速器的设计和三维建模.     

基于质量功能展开方法的电动静液作动器设计参数优化

提出了基于QFD(质量功能展开)的优化设计方法,以EHA(电动静液作动器)能耗最小和作动筒质量最轻为目标,满足强度约束条件,定义EHA系统的参数关系矩阵(PRM),建立其优化设计模型.以某型EHA设计参数为例,应用遗传算法进行了优化.优化后的EHA质量减轻23.57%,能耗降低36.46%.优化结果表明,该设计方法值得在EHA设计中推广应用.     

位移约束下预应力钢结构拓扑优化设计

为预应力钢结构体系创新进行拓扑优化设计研究.建立了以索力值和结构拓扑为设计变量,以位移为约束条件,以结构重量最小为目标函数的数学优化模型.在求解方法上,采用两阶段设计方法.首先以结构储存应变能最小(刚度最大)确定施加在索上的预拉力,然后通过灵敏度分析,采用渐进结构优化法(ESO方法)删除低位移灵敏度单元实现结构的拓扑优化以减轻结构重量,反复迭代,直至最优.算例结果与相应体系受力性能相吻合,表明本文所提出的优化设计方法可行,为预应力钢结构选型提供了理论依据.     

基于MATLAB优化工具箱的机床主轴优化设计

基于现代机械优化设计理论,建立了以数控机床主轴的体积最小为目标函数的优化数学模型。运用MATLAB优化工具箱对机床主轴进行优化设计,使主轴的设计在保证其强度、刚度的前提下达到体积最小的优化要求。缩短了机床主轴的设计周期,提高了设计效率,从而降低了主轴生产成本。通过对优化结果的研究和分析,表明该设计方法简单、实用、效率高,机床主轴参数优化的结果合理、可靠。     

用遗传算法设计已知连杆长及两运动位置的曲柄摇杆机构

对已知连杆长、两运动位置的曲柄摇杆机构,以曲柄存在条件及许用传动角为设计条件,以机构最小传动角的最大值和机构结构尺寸最紧凑为目标函数进行优化设计.应用罚函的方法将机构的设计条件直接加到优化模型中,用遗传算法(GA)来实现曲柄摇杆机构优化设计.可以实现不等式约束条件,而不要象其他的优化方法必须考虑可行解区域问题.     

单兵榴弹武器系统集成优化设计方法

为提高单兵榴弹武器系统的设计性能,缩短设计周期,建立了涉及质量、内弹道、外弹道和人枪相互作用的单兵榴弹武器系统集成优化模型.以武器后坐力最小为目标进行单目标优化设计,优化后后坐力降低7.2％;以武器后坐力最小、武器系统最轻和弹丸飞行时间最短为目标进行多目标优化设计,得到了Pareto最优解集.与单目标优化结果对比,多目标优化有效提高了单兵榴弹武器系统的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标严重劣化的现象.     

工程机械零件的可靠性优化设计

通过对机械产品可靠性的评价,分析了传统设计方法与可靠性设计方法在设计思想、设计原理上的区别.运用可靠性理论与最优化设计技术,提出了机械零部件的可靠性优化设计方法.在满足可靠度约束及结构几何约束的条件下,以体积最小作为优化目标函数进行可靠性优化设计,得到了比常规设计更为合理的设计结果.     

苯氯化侧反应精馏过程的模拟优化与系统实现方法

针对侧反应精馏集成过程反应能力与分离能力最佳匹配条件设计问题,提出基于独立反应量的非线性解耦优化设计方法.研究以综合生产成本最小且反应能力最大为优化目标的多约束混合整型非线性规划问题,并给出了集成优化与模拟系统程序实现方法.将该方法应用到苯氯化侧反应精馏过程集成优化设计中,实现了反应能力与分离能力的最佳匹配,证明所提出的优化设计方法是有效的.     

水泥混凝土输送泵车结构优化设计

应用有限元法和灵敏度分析法,按照高刚度、轻质量的原则,选取泵车上35个参数作为设计变量,建立了以应力、刚度和一阶频率为性能约束,以质量最小为优化目标函数的优化模型,进行了基于灵敏度比方法的泵车结构动态优化设计,得出切合实际的优化设计方案。其中,用灵敏度比来优选设计变量的方法为优化理论的研究及其他机构的优化设计提供了新思路。     

螺旋弹簧多目标稳健优化设计

以螺旋弹簧的给定刚度变化最小、自振频率最大和质量最小为设计目标,综合考虑优化设计中的随机因素,建立了基于稳健性的多目标优化模型,并在科学计算语言MATLAB中编程求解.通过液压阀螺旋弹簧设计实例的分析说明,多目标稳健优化设计提高了设计目标的稳健性,一定程度上提升了液压阀的动态响应特性.