大跨越输电塔的结构优化分析

为了研究和解决大跨越输电塔的优化设计问题,以结构截面、根开和腰部尺寸为设计变量,以结构质量为经济性优化目标,以结构各构件应力比差的平方和为等强度优化目标,提出了经济性等强度优化设计方案,建立了优化目标函数,并采用APDL语言编制了相应的优化程序,利用基于共轭梯度法的一阶优化算法对优化目标函数进行了求解.优化计算结果表明,经济性优化设计方案侧重于节省钢材,等强度优化设计方案则侧重于结构的等可靠性,而经济性等强度优化设计方案既可以满足工程的经济性要求,又可以适当提高结构的整体安全性.     

湿室型泵房整体结构优化设计

针对现行规范方法设计的泵房存在"粗、大、笨"的问题,从降低泵房建设成本的角度,构建以泵房结构总造价最低为目标函数,泵房关键结构几何尺寸等参数为设计变量,泵房结构基底应力、地基承载力、抗滑稳定性、结构强度、沉降量及沉降差为约束条件的优化设计数学模型。采用有限元法对泵房结构进行三维有限元数值模拟,同时借助ANSYS软件提供的优化平台对其进行优化设计研究。结果表明:与原设计方案相比,优化方案的泵房总造价减少了9.7%,结构的缝墩厚度达到限定值,既减少了工程总造价,也降低了结构对地基的要求。     

船舶坐墩墩反力的分析计算

剖析了传统的船舶坐墩墩反力计算方法，并用有限元法进行了对比分析计算，指出了前者存在着适应范围的局限性和计算结果不完整及不直观等问题。认为采用有限元法进行船舶坐墩墩反力分析计算较适宜。最后讨论了墩木刚性对船体结构安全性的影响，提出了墩木设置的一般原则。     

船舶纵向下水弹性计算方法和结构安全性

为保证船舶下水过程中的结合安全，提出了一种船舶弹性下水计算方法，考虑船体的弹性弯曲，船底结构局部弹性变形，墩木与滑道的弹性压缩，用有限地方法计算任一下水位置时船体的姿态和变形，通过系列计算了可预报下水全过程中船体总弯曲力矩，切力及每一对支墩反应的数值与变化，并进而实现船体总强度与局部强度的校核，文中介绍了一个计算实例并对下水安全性进行了讨论。     

船舶坐墩墩反力的分析计算

剖析了传统的船舶坐墩反力计算方法，并用有限元法进行了对比分析计算，指出了前者存在着适应范围的局限性和计算结果不完整及不直观等问题，认为采用有限元法进行船舶坐墩墩反力分析计算较适宜。最后讨论了墩木刚性对船体结构安全性的影响，提出了墩木设置的一般原则。     

基于实冰况的船首抗冰强度优化设计

为了加强极地船舶船首强度，对极地航线冰况进行研究，提取真实极地航线的海冰数据，建立船舶航行冰况频谱表。对船舶首部采用构型全参数化设计，可保证在首部光顺的前提下进行自由变形。评估函数引入多目标线性规划思想，通过智能优化算法建立优化模型，最终建立极地船舶航行多冰况抗冰性能总收益最优的船舶型线优化设计方法。文中方法可对极地特定航线下的船首抗冰强度起到较好的优化作用。     

大跨度水闸边墩优化及可靠度分析

结合某工程实例，研究了建筑在土质地基上的水闸边墩结构的优化设计方法，先以传统的方法获得结构初初方案，在此基础上以闸墩混凝土方量为目标函数，以抗滑稳定安全系数和基础承载力为约束条件进行优化设计，并应用可靠度理论对闸墩优化方案的稳定性进行了可靠性校核。     

2K-H双级串联式行星轮系的优化设计

文章按各级径向尺寸协调和外啮合接触强度相等的原则对双级2K-H型行星轮系的总传动比进行优化分配,从而将双级行星轮系的优化设计转变成单级行星轮系的优化设计。以太阳轮、行星轮和内齿圈体积之和最小作为优化目标建立了优化数学模型。应用复合形法求解数学模型择取最优参数方案。通过实例计算,取得了满意的结果。     

汽车后桥的可靠性分析及优化设计

对汽车后桥整机结构在建立三维有限元分析模型的基础上进行静力分析,直观展示了结构的应力场和位移场,通过静态分析评价了结构的力学性能。静态分析结果表明,汽车后桥能够满足强度要求。运用结构可靠性理论,求得汽车后桥受力不均对汽车的可靠性的影响;利用ANSYS的参数化优化设计模块从静力分析角度对汽车后桥进行优化设计,获得了汽车后桥结构以最小体积为目标的优化设计结果,取得了良好结果。     

基于反向学习遗传算法的船舶舱室布局优化方法

为实现舱室布置参数化、智能化,针对船舶舱室布局优化设计的特点,建立包括舱室间物流强度目标、邻近强度目标和固定位置目标的多目标优化模型.在建立数学模型基础上,运用基于反向学习优化种群产生法改进的遗传算法求解该模型,通过扩大解的搜索范围使其跳出局部最优,引导种群找到全局最优解.最后,运用建立的优化模型和改进后的遗传算法进行仿真实验,得到了更加合理的结果,验证了本文方法的可行性和有效性.     

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.     

基于分布式神经动力学算法的微电网多目标优化

针对微电网多目标优化计算量较大的问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法.首先,考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型.其次,应用单目标积公式将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并证明了最优解是原始多目标问题的帕累托最优点.再次,使用对数障碍物惩罚因子处理不等式约束,利用Lasalle的不变性原理和Lyapunov函数证明所提出的算法可以收敛到最优解.最后,通过仿真验证了本文算法可以在保证优化精度与收敛性条件下,大大降低计算成本.     

钢筋砼梁多目标优化设计

采用同时选取结构造价和梁高两类指标构造目标函数的多目标优化设计方法,与传统的单目标优化设计方法相比,解答理为合理,体现了使两个目标函数值都尽可能小的期望。     

普通圆柱蜗杆传动多目标离散优化设计

建立了以蜗轮齿冠体积、传动效率为目标函数的多目标优化设计数学模型。用序贯惩罚函数法结合离散优化计算求解,获得了适用于工程设计的计算结果。     

汽车变速器壳体多工况自适应性拓扑优化方法研究

为解决汽车变速器壳体多工况拓扑优化适应性问题,提出一种基于折衷规划拓扑优化理论的汽车变速器壳体多工况自适应性拓扑优化思路.以某前横置变速器壳体为研究对象,以刚度最大、柔度最小为优化目标,借助Hyperworks分析软件,开展变速器壳体折衷规划自适应拓扑优化设计方法研究.经有限元分析验证,运用折衷规划拓扑优化方法形成的变速器壳体结构设计模型,在一/倒档两典型工况下的目标函数都逐渐收敛于最小值,各档位柔度均达到最小,可同时满足汽车各工况下变速器壳体强度可靠性要求.应用实践表明,折衷规划拓扑优化法是一种有效解决复杂结构体多目标优化问题的可行方法.     

假肢膝关节磁流变阻尼器的多目标优化设计与分析

为解决目前应用于假肢膝关节的磁流变阻尼器(magnetorheological damper,MRD)存在的问题,通过建立假肢膝关节磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型;以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标,采用多目标遗传算法对其关键几何尺寸进行优化,分析各参数对优化目标的影响,并得出最优化的解。研究结果表明:优化过后的假肢膝关节磁流变阻尼器的体积及功耗分别减小了21%和36%,同时其输出阻尼力并没有受到影响;阻尼器的功耗优化与体积优化之间存在相互制衡关系,因此在寻求最优解时,应考虑实际情况的需要,选择最为合理的参数。     

轧机机架参数敏感性分析及顺序优化的研究

提出了一种基于参数敏感度分析的顺序优化方法,利用ANSYS软件建立了550轧钢机机架的参数化模型,并对轧机机架尺寸进行了优化设计.采用顺序优化的方法,首先对轧机机架的体积进行最小优化,然后在对优化参数进行敏感性分析的基础上,针对优化结果存在的潜在问题,进一步以横向位移最小作为目标函数优化.这种敏感度分析和顺序优化相结合的策略克服了传统单目标函数优化结果不精确的不足,也避免了多目标优化权系数难以确定的问题,从而简化了求解过程.采用该优化方法制造的轧机机架,已投入实际使用1年,工作状况良好.优化结果和实际应用效果表明,该混合方法是行之有效的,并具有一定的实用价值.     

注塑成型工艺多目标稳健设计及优化算法

在注塑成型过程单目标稳健设计的基础上,提出了成型质量特性均值及标准差的双目标稳健设计模型以及成型多质量特性的多目标稳健设计模型,提出了基于Pareto最优的混合交叉变异的多目标蚁群算法.在结合实例的研究中,针对某遥控器上下盖的注塑成型工艺参数设置分别建立了翘曲量均值及标准差的双目标稳健设计模型和最大翘曲量及最大体积收缩率的多目标稳健设计模型,再利用混合交叉变异的多目标蚁群算法进行求解,求解结果与non-dominated sorting genetic algorithmsⅡ(NSGAⅡ)算法比较,得出部分算法性能指标优于NSGAⅡ算法.利用多目标稳健优化得到的工艺参数进行实际注塑成型,得到的塑件制品成型质量好并且波动较小.     

基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多 目标粒子群算法的数学模型.由多 目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用K-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对...     

牙轮钻头主要结构参数的优化设计

根据牙轮钻头与岩石相互作用机理,引出了平面模型和空间模型的概念。平面模型反映牙齿在井底的刮切面积,空间模型反映了牙齿破碎岩石的体积。基于这两种模型分别建立了优化目标函数,并采用多目标优化方法对两种型号钻头(XHP2b和XHP3s)的主要结构参数进行了优化计算,结果表明对XHP2b钻头的优化效果比较显著。通过用优化后的结构参数重新设计制造出的钻头的现场应用情况很好,机械钻速提高10%-20%左右。