基于神经网络-遗传算法的悬臂梁支架系统的优化设计

综合利用有限元方法、正交试验设计法、人工神经网络以及遗传算法对悬臂梁支架系统进行优化设计.试验分析表明,优化后的悬臂梁自由端变形减小,悬臂梁整体基频提高,减少了悬臂梁的弯曲振动,增强其稳定性,达到优化目的.     

自升式平台悬臂梁及相关结构设计研究

为了降低悬臂设计周期,快速评估悬臂梁的强度,通过对自升式平台悬臂梁结构特点及工作状况的分析,运用数学模型法和有限元方法对不同工况的悬臂梁结构进行强度评估。根据国际船级社规范要求,对设计结构进行有限元强度分析,并确定了悬臂梁结构的安全可靠性。     

压电俘能器磁力限幅结构设计与优化

针对悬臂梁式PZT俘能器的压电陶瓷片经过长时间循环振动后常常会出现裂纹甚至发生断裂的问题,提出了俘能器的磁力限幅结构方案. 采用ANSYS软件对原结构以及限幅以后的结构进行谐响应分析. 结果表明,磁力限幅方案有效地减小了结构中的最大应力. 对磁力限幅方案进行了优化,并通过仿真证明了优化后的结构在俘能器获得最佳俘能效果的前提下,可有效控制压电陶瓷片的疲劳断裂.     

改进SFLA算法在负荷恢复优化中的应用

针对负荷恢复是一个多约束、非线性的多目标优化问题,在综合考虑多负荷点恢复优化及电压、频率、机组出力等多个约束条件的基础上,建立了负荷恢复优化模型,通过参数初始化、适应值函数等措施对蛙跳算法进行改进,然后对模型进行求解得出电力系统最大允许负荷恢复量,最后通过IEEE-19节点系统进行验证,结果表明了该算法的有效性、可行性.     

考虑重构和分布式电源无功特性的主动配电网多目标日前调度

主动配电网的优化调度方案是配电网经济运行的核心,本文提出一种考虑配电网拓扑重构和分布式电源无功特性的主动配电网日前调度方案,建立配电网经济运行成本最小和系统网络损耗最小的多目标优化模型.该方案在资源优化配置时,考虑拓扑结构的改变对资源调度结果的影响,并且充分利用分布式电源的无功特性,尤其是常被忽视的风机和光伏的无功支持能力.通过该优化调度方案可确定配电网一天内各时段分布式电源的最优有功和无功出力、可中断负荷的参与量以及对应的各时段最优拓扑结构.该优化模型为非线性优化问题,采用万有引力搜索算法进行求解,最后通过修改的PG&E－69节点系统进行仿真验证.     

一种快速高效的配电网供电恢复算法

配电网发生故障后,其供电恢复是一个带约束的多目标优化问题.采用定位有序树的结构,对配电网实时拓扑结构进行分析.通过网络拓扑简化,在考虑开关操作次数最少的前提下,结合馈线裕度、负荷恢复量等,快速形成满足系统电流、电压约束的供电恢复候选集;同时以开关操作次数、馈线裕度、负荷恢复量等为指标对各方案进行评估,找出局部最优供电恢复方案.在评价指标不增加的情况下,该局部最优即整体最优,而且发生多重故障时搜索树也不会变大.此外,对算例进行了验证,计算结果表明该方法是有效的.     

12500DWT无固定横舱壁多用途重吊船500 t吊车负荷试验研究

该文介绍12500DWT无固定横舱壁多用途重吊船为实现2台500 t吊车获得英国劳氏船级社颁发船舶起重设备证书,对吊机负荷试验程序进行了详细研究和优化,并对试验步骤进行了分解和详尽的稳性计算,解决了该船重心高、稳性差情况下的大重量负荷试验安全风险,使吊机负荷试验顺利完成,取得船级社吊车证书并顺利交船,以期为后续重吊船吊机试验提供参考。     

基于侧面碰撞的多用途乘用车侧面结构优化

为了提升多用途乘用车的侧面碰撞安全性能,采用有限元分析与实车试验相结合的方法,对其进行了结构优化.建立了该车的有限元模型,通过实车正面碰撞试验与有限元仿真的对比,验证了有限元模型的准确性.根据侧面碰撞法规进行了侧面碰撞仿真分析,采用正交试验设计方法,对B柱内外板和车门加强板选取5个优化参数,分别设置4个水平,得到不同的设计方案.采用极差分析法和多因素权重优化法对试验结果进行分析,找出最显著的因素水平获取最优设计方案.结合侧面结构特点,对车门和B柱结构进行改进得到最终优化方案.将优化后的车型与原车型仿真结果进行对比分析,结果表明:测量点的侵入量和侵入速度都有了明显的降低,验证了优化方案的有效性.     

基于响应面模型的6σ稳健设计方法

工程优化中常面临以下问题:①随机因素对质量波动的影响;②设计变量与响应之间的非线性隐式关系不利于优化的实施;③优化中设计变量的不断修正导致试验或计算成本显著增加.为解决上述问题提出了基于响应面模型的6σ稳健优化方法,并以悬臂梁结构和筒形件拉深成形为例进行了优化研究.通过与确定性优化和可靠性优化的对比,验证了所提出的优化方法具有良好的优化效果.     

半导体器件外引线应力腐蚀试验方法

经过北京钢铁学院的几年工作,业已建立了一系列适用于外引线的应力腐蚀试验方法:1.晶体管外引线悬臂梁恒负荷静态和动态试验方法。2.晶体管外引线外接梁恒负荷试验方法。3.圆型电路外引线悬臂梁恒负荷静态和动态试验方法。     

含有大量感性负荷的海岛微电网黑启动优化策略

在极端自然条件下,容易造成海岛微电网全面崩溃,此时需要进行黑启动使整个系统恢复,但是海岛微电网中含有大量感性负荷会影响黑启动过程.为了提升海岛微电网黑启动的效率,提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略.首先提出黑启动电源启动顺序优化模型,利用熵权法对不同DG的黑启动能力进行评价;然后,提出负荷恢复优化模型,以负荷恢复量最大和负荷恢复重要程度最大作为目标并利用PSO算法进行求解;接着,提出DG与负荷的路径恢复优化模型并利用最小生成树的Prim算法进行求解.另外,还提出虚拟有功负荷构造方法,在黑启动过程中考虑将感性负荷与并联补偿电容一起等效为有功负荷,从而提高黑启动成功率.最后,采用简化的19节点微电网结构进行仿真验证,结果表明,与传统优化的黑启动策略相比,本文方法在黑启动过程中负荷恢复量提高了46.8％,同时考虑了负荷的重要程度,并且,路径恢复总时间减少了8.8％.此外,根据本文中提出的虚拟有功负荷构造方法,仿真结果表明当并联电容提供的无功足够时,在黑启动过程中可以明显减小感性负荷对系统电压造成的影响.     

压电能量俘获系统建模及仿真

针对压电悬臂梁结构能量俘获系统进行建模,利用电路系统和机械系统的相似关系,将压电俘能结构模型等效为电路系统模型;为建立压电能量俘获系统完整模型,基于LTC3588-1为核心的能量转换电路等效为降压及整流电路,并利用LTspice软件仿真验证该等效电路的正确性.在Matlab/Simulink系统中搭建压电能量俘获系统整体模型并进行仿真,根据仿真结果对模型参数进行优化.通过对实验数据对比、分析,验证系统模型的合理性,结果表明系统可以稳定输出3.3 V直流电压,最佳阻抗匹配条件下,输出功率为2.6 mW.      

某非承载式车身底板纵梁开裂分析研究

针对某非承载式越野车初样车在安徽定远试验场可靠性试验时发生车身底板悬置纵梁处周围区域开裂问题,通过CAE和道路试验,对车身底板纵梁开,裂问题进行分析和验证.明确底板悬置纵梁区域开裂原因,并提出结构改进方案,通过CAE分析对比改进前后方案,将结构优化方案在正样车阶段可靠性试验中得到验证.     

微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究

为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值.根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm.该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633 μW.     

仿青蛙游动软体机器人控制系统设计

控制系统是机器人实现运动的关键.通过对所设计的由气动软体致动器驱动的仿青蛙游动软体机器人的机械结构和其仿生游动功能需求的分析,建立气动系统和电气系统,并通过Labview编写上位机软件,采用无线通讯的方式实现对仿青蛙游动软体机器人的远程调控以及数据采集,避免外接线束和管路对仿青蛙游动软体机器人运动的干扰,方便对仿青蛙游动软体机器人运动性能进行测试.经过实验验证,所设计的控制系统性能稳定、工作可靠,完全满足仿青蛙游动软体机器人的功能需求.     

DP-3级动力定位控制系统的体系结构

根据各船级社对深海作业的安全规范要求,完成了DP-3级动力定位控制系统的硬件与软件设计.详细阐述了DP-3级动力定位控制系统的硬件体系结构与软件体系结构的组成.针对动力定位各子系统所完成功能的不同,对控制系统的软件体系结构进行了应用层、实时层以及物理层的分层设计.为了对控制系统的软件逻辑、硬件体系、数据接口以及系统可靠性进行有效验证,采用实物仿真与虚拟仿真相结合的方法建立了DP-3级动力定位的半实物仿真系统.在半实物仿真系统上对某一深水钻井平台进行了动态模拟试验,仿真结果表明所设计的定位系统可以为动力定位控制系统方案设计的可行性以及控制方法的有效性提供测试环境,所设计的体系结构可为工程应用提供一定的参考.     

基于MST-改进PSO的电-气-热综合能源系统负荷恢复策略

以往故障恢复的研究大多集中在配电网方面且恢复目标仅为单一的负荷恢复量,未考虑资源成本以及能源消耗的 环境保护成本等。对此,本文提出了一种多侧协调优化的多目标负荷恢复策略,该方法不仅实现了网络的重构、较高等级负荷的优先恢复,还实现了系统运行成本最优。在系统发生故障后,分两阶段进行恢复：首先,使用最小生成树对系统结构进行改造,实现系统网络的重构,形成可恢复负荷的最终区域;然后,综合考虑源侧资源购买成本、用户侧切负荷补偿成本以及碳排放环保成本等,构建优化目标函数,使用改进粒子群算法对其进行求解,得到最终恢复方案。通过33节点配电网、14节点气网和6节点热网测试系统仿真,验证了该负荷恢复策略的有效性。     

光电跟踪系统结构动态特性分析及优化

针对光电跟踪系统在振动冲击环境条件下结构发生变形导致跟踪精度下降的问题,应用Ansys软件对其结构动态特性进行分析和优化.建立了结构有限元模型,通过应用激光测振仪测试系统在约束情况下的固有频率和振型,验证了有限元模型的正确性与合理性.对系统在给定振动冲击环境条件下,反射镜与各姿态轴之间最大相对转角和角速度进行了数值模拟.通过对基座与反射镜进行结构优化,使系统在满足轻量化要求条件下,反射镜与各轴的最大相对角速度满足了指标要求,从而保证了系统的跟踪精度.     

变风量空调系统控制优化方法研究

提出了“总风量-阀位控制法”和“最大负荷率-最小风量法”分别优化变风量空调系统送风静压和送风温度,并应用到一座实际建筑的变风量空调系统中.建立了变风量空调风系统模型,利用TRNSYS对大楼典型层风系统进行模拟,用实测数据验证模型正确性,模拟分析了典型日变风量系统优化前后的风机能耗.模拟结果表明,与定静压定送风温度的原控制方法相比,优化控制能节约风机能耗,在部分负荷下效果尤为明显,冬季和过渡季试验日的节能率分别为19.38%和15.58%.对2种控制方法下的全年能耗和室内热舒适性进行了试验对比测试,结果表明,全年的节能率为7.16%,而且室内热舒适性得到显著提高.     

某乘用车空调管路疲劳寿命分析及优化

文章对某乘用车在试验场强化路面进行耐久性试验时空调排气管某弯管处发生断裂的问题进行了分析。应用ANSYS建立有限元模型,通过模态测试校验所建模型;采集在试验场强化道路上行驶时管路系统与车身连接位置处的加速度信号,使用Matlab处理后转化为载荷功率谱,并使用ANSYS将其施加在有限元模型上做随机振动分析;参考6063铝合金的S-N曲线,依据Goodman公式修正应力幅值,使用基于Miner累积损伤理论的三区间法计算管路系统的疲劳寿命,并与试验结果对比后验证了分析结果的可靠性;在此基础上提出了管路的结构优化方案,并对装配优化后管路的汽车进行耐久性试验。对优化前、后管路系统的模态结果和疲劳寿命计算结果进行了对比分析,然后通过试验验证了该优化方案的有效性。