基于灵敏度分析的滑移式拉臂机构多目标优化

建立了钩臂滑移式拉臂机构的数学模型,以机构的运动学和力学性能作为优化目标,以机构结构的合理性为约束条件,在ADAMS中建立了机构的虚拟样机模型,求解出各个结构尺寸参数变化时,参数变化对目标函数变化影响的灵敏度,在MATLAB中运用理想点法针对灵敏度较大的参数进行多目标优化设计。结果表明:机构的运动学和力学性能得到了提高,经过灵敏度分析后优化的针对性更强,优化效率更高。     

车身结构概念设计系统多目标优化模块设计

为了避免汽车车身设计后期的反复修改,开发了车身结构概念设计系统(VCDICAE)的多目标优化模块,设计了以车身结构刚度和模态为设计目标的多目标优化算法,可实现在车身质量不增加的前提下提高车身总体结构性能,从而为概念设计阶段实现车身轻量化提供依据,节约时间和成本。最后结合具体车型的概念设计过程,对该车身进行了多目标优化设计,提高了该车身的弯曲刚度、扭转刚度、一阶弯曲频率和一阶扭转频率,验证了多目标优化模块的有效性和正确性。     

概念设计中车身地板多目标拓扑优化的实现

针对承载式车身地板结构的特点,在某款车型车身地板总成自重得到控制的情况下,利用OptiStruct模块对其多工况刚度、各阶频率进行了多目标拓扑优化。实例论证了应用有限元法进行机械承载结构多目标综合拓扑优化设计是一种有效的优化方法,可为机械结构及零部件结构设计提供重要的概念参考。     

基于遗传算法的离心泵多目标优化

建立了以离心泵效率最大、汽蚀余量最小和曲线无驼峰的多目标函数优化的数学模型,并利用Matlab遗传算法工具箱进行优化计算,取得了很好的结果.相比于传统的优化方法,Matlab的遗传算法工具箱能使求解过程简化和得到全局最优解,并且省去编程的时间,为多目标优化提供了一种新思路,具有广阔的应用前景.     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法.首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度.选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算.优化结果使车身减轻14.8 kg.对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整.结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的.     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法。首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度。选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算。优化结果使车身减轻14.8 kg。对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整。结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的。     

基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置

以黑龙江省和平灌区为例,构建基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置模型,该模型能够在提高农业灌溉用水净效益的同时有效减少农业灌溉水量,促进和平灌区多水源高效配置。采用具有非线性隶属度函数的模糊多目标规划求解模型,得到不同流量不同水源下的最优配水方案。结果表明:不同流量水平下水稻不同生育阶段均存在缺水现象,低流量下需从柳河水库引入外调水才能保证水稻的最小需水量。为保证灌区整体效益,按照引水工程、提水工程、井灌工程的先后顺序进行配水,并得到多目标配水模型在不同情景下的运行稳定情况。该模型可以高效地进行灌区多水源在作物各生育阶段的优化配置。     

基于遗传算法的车身装配顺序优化

车身装配是汽车制造过程的最后环节,装配顺序是影响汽车制造质量的重要因素之一.在虚拟装配基础上,利用基于遗传算法的装配顺序优化方法,通过编程来实现车身装配顺序的生成、评价与优化.实例分析结果验证了遗传算法的可行性与有效性,遗传算法对车身装配顺序优化具有重要意义.     

基于数值模拟的车身刚度优化

以某款商用车车身为例,通过CAE数值模拟分析方法验证车身刚度是否满足设计要求。对原始方案进行初步分析得出,扭转刚度及弯曲、扭转变形率均满足要求,而弯曲刚度不满足要求。通过进一步分析,找出刚度薄弱点,然后针对薄弱点制定两个加强方案,最终确定以增加加强板的方案进行优化车身刚度。此案例分析可为后续其他车型车身刚度优化设计提供实际参考。     

基于灰关联分析的卡门涡街形流道多目标优化

借鉴流体力学中的卡门涡街形状来设计滴灌灌水器的流道结构。提取关键结构参数,采用数值模拟方法进行正交试验,研究结构参数对性能指标的影响。考虑灌水器水力性能与抗堵性能对流道结构要求的矛盾性,在正交试验的基础上采用灰关联分析的方法,进行流道结构多目标优化。最终优化得到的卡门涡街形流道突扩、突缩、漩涡运动耗能明显,具有良好的水力性能,而且边界光滑无流动死角,沙粒不易在流道内沉积,具有良好的抗堵性能。通过正交试验与灰关联分析结合,获得了流态指数为0.498,粒子通过率为0.951的综合性能良好的滴灌灌水器流道。证明了正交试验基础上的灰关联分析,是面向水力性能与抗堵性能的灌水器流道多目标优化的有效方法,为灌水器流道优化提供了一种良好途径。     

基于灵敏度分析的微客尾门模态优化

针对客车尾门的一阶模态频率和车身的固有频率相近,容易产生共振的问题,对某微型客车尾门进行模态优化和结构优化。首先采用CATIA建立几何模型,再导入HyperMesh,经过优化后得到尾门的有限元模型。通过NX Nastran求解器进行自由模态分析,基于Hyperview获得尾门的模态振型和固有频率。分析结果显示尾门的一阶模态频率和白车身的固有频率邻近,容易产生共振和车身的损坏,因此需要对尾门进行模态优化。选用灵敏度分析方法来快速获得影响尾门模态的关键部件,提出优化目标和方案。最终使尾门的各阶频率避开白车身频率,提升了尾门的模态性能。     

基于多目标遗传算法的水土资源优化配置研究

随着社会与经济的快速发展,水土资源合理配置问题已是当前热点。水土资源配置具有多目标性,选择合理可行的求解方法就成为该问题的研究重点。遗传算法是一种模拟生物自然选择与进化机制的全局性概率搜索算法,对解决此类优化计算问题具有独特的优越性,其中利用多目标遗传算法（MOGA）求解Pareto最优解集的方法已应用于诸多方面。本文根据可持续发展理论,以经济、社会和生态环境效益三者最优作为目标函数,建立约束条件,采用基于并列选择的多目标遗传算法构建水土资源配置模型,并以东台市为例进行研究,以达到水土资源充分与协调利用的目的。     

汽车车身T型接头的刚度分析与研究

车身关键截面特性和车身接头结构截面特性对汽车车身结构性能有着决定性的影响。利用某自主研发轿车为研究对象,建立有限元模型,对白车身A柱,B柱,C柱接头刚度进行初步的分析计算。最后提出一种刚度比系数法来说明判定接头刚度强弱。通过对B柱上接头PRONT端,REAR端和DOWN端进行分析得到系数比越接近1,接头刚度越强,反之越弱。     

基于多目标优化的灌区水资源承载力研究

根据灌区用水结构特点,综合考虑水资源与社会经济以及生态环境之间的动态联系,建立用水总量控制条件下的灌区水资源承载力多目标优化模型。以江西省赣抚平原灌区为例,得出现状年及规划年灌区水资源系统能够支撑的社会经济发展规模,利用相对承载指数和区域协调发展指数评价了灌区水资源承载力。结果表明:现状供水相当充裕,水资源综合承载指数大于1,水资源承载能力没有得到充分发挥;用水总量控制条件下,规划年水资源综合承载指数小于1,灌区水资源不足以支撑经济社会的发展。农业用水优化配置方案下,水资源承载力有所增强,表明农业用水优化配置是提高水资源承载力的有效手段。在实现农业用水优化配置及污染物排放量控制的条件下,灌区水资源、经济、环境的协调度达到0.99以上,真正实现了经济发展与环境保护的双赢。     

基于多目标模糊优化模型的兰州市水资源优化配置研究

构建可持续发展视角下的兰州市水资源优化配置模型。以净效益系数、水利用系数和供水成本为指标,运用熵值法修正由层次法获得的各项指标的权重,并采用多目标模糊线性优化模型确定各用水部门的综合效益系数,代入线性规划法求解规划年2020年在不同用水保证率(多年平均、50%、75%、90%)下各用水部门分配水量。分配结果(多年平均)与预测结果相比工业用水量减少了1.363 5亿m~3,农业用水量和生态用水量分别增加了1.126 0和0.237 5亿m~3,该分配结果有利于实现兰州区域经济的可持续发展与水生态的协调发展。     

基于遗传算法的制造质量控制多目标的优化

根据零件加工过程的加工和测量能力,给出了制造质量控制多目标的优化数学模型.针对遗传算法的特点,提出了基于遗传算法的制造质量控制多目标的优化方法.算例计算结果表明,遗传算法在制造质量控制多目标的优化方面具有良好的应用前景.     

基于灰色关联和主成分分析的车削加工多目标优化

采用田口方法构建以切削速度、进给速度和切削深度为设计变量,以表面粗糙度、切削力和刀具磨损为输出特性指标的车削试验模型,基于灰色关联和主成分分析对车削加工进行多目标优化,灰色关联度计算中的权重系数由输出特性指标的主成分分析获取.钛合金车削加工参数最优的水平组合为A3B1C1,即切削速度为240 m/min、进给速度为0.10 mm/r、切深为0.15 mm,此时表面粗糙度为0.168 μm,切削力为163.636 N,刀具磨损为0.129 mm.     

基于Kriging模型的驾驶室悬置系统多目标优化

为提高某国产自卸车行驶平顺性,采用多体动力学软件Adams建立重型自卸车整车虚拟样机分析模型,并通过行驶平顺性道路试验验证模型的正确性。选取驾驶室悬置刚度和阻尼参数为设计变量,以驾驶室地板垂向和座椅支撑面俯仰加权加速度均方根为优化目标,以驾驶室前后悬置动挠度为约束条件,结合最优拉丁方试验设计拟合Kriging近似模型,利用粒子群优化算法对自卸车行驶平顺性进行多目标优化,得到Pareto最优解集,并选取一个最优解进行整车行驶平顺性实车试验。结果表明,Kriging近似模型具有较高的拟合精度,可大幅提高自卸车行驶平顺性优化效率;基于Kriging近似模型的多目标优化结果可通过权重系数对各个优化目标进行权衡,有效改善了自卸车行驶平顺性。     

基于帕莱托的汽车悬架参数多目标优化

为了提高汽车平顺性,减少轮胎对路面的动载,以某1/2载货汽车的弹簧刚度和阻尼系数为设计参数,以最大动挠度为约束条件,以车身垂直加速度、前后轮胎动载荷的均方根值为目标函数,运用多目标遗传算法求得三目标的帕莱托解集,经过后期决策得到不同要求下的最优解。结果表明:优化后的悬架弹簧刚度减少而阻尼系数增大,前悬比后悬变化小,性能有大幅度改善,而且采用先寻优后决策的求解模式,能有效弱化先验知识不足的影响,避免局部最优问题,较传统多目标优化方法更为实用有效。     

基于人工神经网络模型的混流式水轮机转轮多目标优化

【目的】探究一种同时提升混流式水轮机运行效率、空化性能及运行稳定性的优化方法,为混流式水轮机转轮的多目标优化提供技术途径。【方法】以转轮叶片进出口安放角、安装角为优化变量,通过对叶片几何参数随机离散抽样获取样本数据库,基于CFD数值计算获取各样本的性能参数,进而建立同时考虑混流式水轮机转轮效率、出口旋流数以及空化系数的多目标函数;基于人工神经网络建立优化变量与多目标函数的映射关系,最后采用遗传算法对转轮叶片的18个几何参数进行全局寻优,并对优化前后的转轮叶片性能进行对比分析。【结果】在导叶开度为112°且运行水头分别为160、175、180 m的3个工况下,优化后的转轮效率相较优化前分别提高了0.22%、0.56%、0.60%;叶片压力分布情况得到有效改善;转轮无叶区与尾水管锥管段处压力脉动幅值显著降低。【结论】叶片进口安放角的优化程度越大,混流式水轮机综合性能的提升幅度越大。