拖拉机主离合器弹簧的简便优化设计

对东方红－４０拖拉机主离合器弹簧进行了优化设计，采用了约束正定式几何规划对偶法。该法是利用解方程组的形式进行参数优化设计的。结果表明，该法运算简便（不用计算机），而且可取得问题的唯一全域最优解。     

螺旋弹簧可靠性多目标优化设计

考虑可靠性等约束条件 ,以螺旋弹簧重量最轻、刚度误差最小为优化设计目标 ,建立多目标优化设计数学模型 ,用理想点法对模型进行求解 ,得到满足所有约束条件的最优解。该方法有效而实用 ,对求解同类零件优化设计问题具有普遍意义。     

螺旋弹簧可靠性多目标优化设计

考虑可靠性等约束条件,以螺旋弹簧重量最轻,刚度误差最小为优化设计目标,建立多目标优化设计数学模型,用理想点法对模型进行求解,得到满足所有约束条件的最优解,该方法有效而实用,对求解同类零件优化设计问题具有普遍意义。     

基于能量原理的等效静态载荷法及其在活塞动态优化中的应用

针对位移等效静态载荷法在求解结构动态优化时遇到的等效关键时间点不合理、等效结果误差大等问题,提出一种基于能量原理的等效静态载荷法.该方法通过将结构动态响应解空间进行谱元离散,识别出结构的关键时间点,并在该时间点构建了基于能量等效的动态载荷静态转化数学模型.应用优化算法搜索得到了等效静态载荷集的最优解,从而将结构动态优化问题转化为静态优化问题求解.最后,通过在某柴油机活塞油腔结构的动态优化设计中的有效应用,验证了能量等效静态载荷法的有效性和工程实用性,拓展了等效静态载荷法的理论范畴,同时为复杂结构动态响应优化设计提供了一种新的思路.     

基于自适应遗传算法的CMOS运算放大器的优化设计

介绍一种CMOS运算放大器的优化设计方法,该方法利用准精确惩罚函数法构造出价格函数,并且采用自适应遗传算法来获得全局最优解.实验结果表明:此方法可以快速设计出满足性能指标的CMOS运算放大器.     

用杆件截面递增迭代法对位移约束桁架进行优化设计

采用杆件截面递增迭代法,对具有位移约束的桁架进行优化设计.在迭代公式中,杆件截面增量的权重采用杆件各自的应变比能,保证了迭代收敛的稳定性.为提高优化设计的收敛速度,提出一种迭代加速因子,它既保证了优化设计解的精度又提高了收敛速度.通过对三杆平面桁架、n节间平面桁架进行优化设计研究,验证了该方法的有效性,为大型结构优化设计奠定了基础.     

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.     

基于遗传算法的圆环板的优化设计

利用阶梯折算法,由传递矩阵导出变厚度圆环板平衡问题的初参数解的显式表达式,将圆环板的优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题.用一种离散变量结构优化设计的单向搜索法与标准遗传算法结合的混合遗传算法求解该优化问题,发挥了单向搜索法局部搜索能力强、高效省时和遗传算法全局性好的优点.对典型问题的计算表明,该方法能解决受强度、刚度和几何等约束的离散变量结构优化设计问题,并具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性.     

兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化

对1.5 MW风力发电机齿轮箱传动系统进行耦合振动分析,建立了风力机增速箱齿轮传动系统的扭转振动模型.利用4阶Runge-Kutta法计算了系统在风载、轮齿时变啮合刚度和系统阻尼共同作用下的动态响应,并利用谐波平衡法求出了系统的解析解,从而得到了优化设计目标函数的解析表达式.在此基础上,建立了以行星轮扭转振动加速度幅值最小和传动系统总质量最轻为目标的优化设计数学模型,利用MATLAB优化工具箱进行优化求解.实例计算表明,优化设计后传动系统的低阶固有频率明显提高,动态性能明显改善,重量减轻.     

杆、梁结构离散变量拓扑优化设计

在考虑断面面积和拓扑两类离散变量及其耦合关系的基础上,建立了离散变量拓扑优化设计的数学模型;该模型反映了拓扑优化问题的耦合优化本质,有效地避免了“极限应力”和“奇解”对拓扑优化问题的困扰;为求解上述数学模型,提出了“拟机率-网格搜索法”;用该法对包含两类变量的杆、梁结构进行了拓扑优化设计,收到了较好的效果。     

齿轮传动的简便优化设计

本文用约束正定式几何规划对偶法对带式输送机减速器中的斜齿轮传动进行了优化设计。结果表明，该法求解简便，不用计算机。文中着重介绍了当对偶规划问题数学模型出现重复方程时，可通过重构原规划问题的方法，求得问题的最优解。     

双机驱动振动系统同步运转的稳定性

针对双机驱动振动系统同步运转的稳定性问题,建立了振动系统的动力学模型,对系统进行了非线性动力学分析.通过对系统参数进行无量纲化处理,得到了振动系统的频率俘获方程和系统实现自同步运转稳定性的条件,计算出了自同步运转的稳定域.根据自同步运转稳定性的条件和稳定域对系统进行优化设计,调整了振动系统的参数.仿真结果表明振动系统实现了速度同步和相位同步,达到了稳定的自同步状态,验证了自同步运转稳定性条件和稳定域的正确性,证实了优化设计的有效性.     

回音壁模圆盘谐振腔的光能分布

 回音壁模(WGM)圆盘谐振腔作为一种新的光电探测器在生物病原体的检测方面获得了应用.光在亚微米尺寸波导耦合的WGM中的传播行为是一个迫切需要了解的问题.采用时域有限差分法(FDTD)可以获得WGM的光能分布.计算结果表明:存在于WGM圆盘微腔中的微粒的吸收性会引起WGM微腔场强的明显变化.该结果对实际制作性能优良的光学生物探测器具有指导意义.     

高耸结构满应力截面设计

讨论了高耸结构满应力截面设计问题,首先建立了高耸结构的力学模型,然后通过考虑一个微元体的平衡得到了高耸结构截面应力计算公式,最后得到了高耸结构满应力设计控制方程,由于该方程无法得到解析解,利用ＭＡＰＰＬＦ软件给出了两个算例的数值解。第１个算例是２４ｍ高１００ｍ＾３水塔支筒载面设计,主要考虑了风荷载及自得的影响,最后得到两个算例直径变化曲线,根据满应力设计的结果与工程结果比较,体积得到了大大地优化。     

过采样∑Δ调制器结构参数设计自动化

采用基于最小偏差逼近多项式和递推法求解待定系数方程的方法 ,开发了一套内插式过采样 ∑ Δ调制器设计自动化软件 ,动态调整调制器的结构参数 ,使∑ Δ调制器的性能得到优化 .给出了一个具体的内插式∑ Δ调制器的设计实例 ;为了解设计的性能 ,给出了该∑ Δ调制器的谱特性 .实验结果证明 ,使用该自动化软件 ,可以进行采用过采样技术的数 -模转换器中内插式∑ Δ调制器的参数设计     

圆柱正弦活齿传动接触力影响因素分析

基于弹性小变形和变形协调方程假设建立了理论状态下的啮合副接触力分析模型,利用牛顿法求解了力学方程。对圆柱正弦活齿传动结构分析,发现了4个主要结构参数,分析了这4个参数单独变化时,啮合副接触力大小和周期的变化规律;总结这些变化规律,归纳出在一定传动比的条件下,圆柱正弦活齿传动结构设计的一般设计准则。利用分析结果可以设计出结构比较优化的圆柱正弦活齿传动机构。     

交错轴圆柱端面齿盘共轭齿面的数值计算方法

提出了一种简单且精确的端面齿盘齿面数值计算方法，可用简单的直线和平面曲面段变点的求取，来代替复杂的啮合方程、过渡曲线方程的推导和求解。该方法只需圆柱齿轮参数、偏置距和传动比，就可以同时完成共轭齿面和过渡曲面的精确计算，并得到圆柱齿轮和齿盘啮合的瞬时接触线。通过对瞬时接触线的图形显示和分析，该方法可以优化设计参数，将空间共轭曲面的求解转化为平面曲线的计算，无原理误差，且简明、易于实现。     

多屏绝热金属液氦杜瓦的规范化设计方法研究

本文以大口径多屏绝热金属液氦实验杜瓦为研究对象,对之进行了热分析,导出了颈管温度场分布的微分方程。利用数值方法解出了不同蒸发速率下对应的颈管温度场分布,并讨论了多屏屏位的确定方法,在瓶塞与杜瓦材料、结构及尺寸一定的条件下,采用经验式及一些假设,我们求出了理论最小屏数及对应屏位和实际最小屏数及对应屏位,由此计算结果分析了影响多屏绝热绝热性能的主要因素。对瓶塞长度的优化设计我们也进行了讨论。另外文中示出了由最小二乘法获得的一些金属材料热导率及辐射率随温度变化的关系式和氦蒸汽定压比热随温度变化的关系式,这些关系式对杜瓦的规范化设计是必不可少的。采用本文所提供的计算方法可进行多屏绝热金属液氦杜瓦的规范化设计。     

热管废热溴化锂制冷机的优化设计

热管废热溴化锂制冷机是集烟气废热回收与制冷于一体的新型设备，目前对其设计还停留在传统设计方法上。为了使热管废热溴化锂制冷机的结构参数达到最优，对热管废热发生器和溴化锂制冷机分别以传热系数最大和总传热面积最小为目标函数建立了优化计算模型，并编写了优化设计程序，将得出的结果与优化前数据进行了比较，经分析表明热管废热溴化锂制冷机的结构得到了优化，性能得到了提高，验证了该优化设计的实用性。     

用遗传算法求解排水管道造价公式参数

排水管道造价公式的型式有多种,各公式中分别含有多个地方参数,用传统方法难以直接优化求解.因此以公式均方差最小为目标函数,利用遗传算法优化计算造价公式中各参数.遗传算法的全局随机搜索技术和对目标函数的直接操作方法,避免了直接推导使用多阶导数和高阶方程的麻烦,提高了公式的精度.