任意分布参数的后桥壳可靠性优化设计

讨论了随机参数服从任意分布的后桥壳可靠性优化设计问题。在基本随机参数前四阶矩已知的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对后桥壳进行可靠性优化设计,通过计算机程序可以实现随机参数服从任意分布的后桥壳可靠性优化设计,迅速准确地得到了后桥壳的可靠性优化设计信息。计算结果表明,本文提出的方法是一种有效、实用的方法。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性稳健设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术和稳健设计方法相结合,讨论了具有任意分布参数的平面连杆机构运动精度可靠性稳健设计问题,提出了可靠性稳健设计的数值计算方法.在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现平面连杆机构的运动精度可靠性稳健优化设计,迅速准确地得到平面连杆机构的设计信息.     

机械零部件的可靠性设计研究

机械零部件是机械设备的运行基础,其质量、性能等代表着机械设备的工作精度与生命周期。为此,应定期对机械零部件进行维修养护,通过参数基准检测零部件动态化运行模式,以提升零部件的可靠性。文章对机械零部件的可靠性进行论述,并对机械零部件的可靠性设计进行研究。     

压滤机张紧辊筒壁厚的可靠性设计

文章以DNY3000的带式压滤机为模型,根据压滤机张紧装置的结构与功能要求,对带式压滤机张紧辊筒壁厚分别进行常规方法设计计算和机械可靠性设计计算。深入分析了机械可靠性优化设计的原理和方法,阐述了压滤机张紧辊筒在动载荷下的疲劳强度设计过程,利用联结方程进行了壁厚尺寸设计。对常规与可靠性两种设计方法进行对比,说明可靠性设计方法在壁厚尺寸设计计算中的优越性,对张紧辊筒生产的可靠性和经济性具有现实意义。     

旋耕机刀轴的模糊可靠性优化设计

为了使旋耕机刀轴设计结果趋于合理且能与工程且能与工程实际吻合，将机械模糊可靠性引入到优化设计中，在常规优化设计的基础上建立旋耕机刀轴模糊可靠性优化设计的数学模型，并给出了计算实例。     

机械优化设计

机械优化设计是把数学规划理论与计算方法应用于机械设计,按照预定的目标,借助于电子计算机的运算寻求最优设计方案的有关参数,从而获得好的技术经济效果: (1)可以降低机械产品成本,提高它的性能; (2)优化设计过程中所获得的大量数据,可以帮助我们摸清各项指标的变化规律,有利于对今后设     

浅谈车辆工程CAE中拓扑优化技术的应用

针对车辆工程中不同车型部件结构的特点,阐述了结构拓扑优化设计的一般流程,报告了代表性较强的相关软件应用现状与发展,包括优化过程中有限元分析模型的数据转换、分析计算、CAD优化模型提取.对提高整车零部件刚度、降低车身骨架及各零部件自重的优化分析应用研究进行了概括.实例论证了应用有限元法进行机械承载结构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轻量化设计提供重要的概念化设计参考,对今后结构优化中拓扑优化技术发展方向、应用范围及趋势作出了展望.     

基于外碾削立式碾米机的离散元法仿真分析

引入离散元仿真技术对碾米机械进行仿真研究,旨在探索碾米机在碾白过程中的碎米机理。通过模拟大米在输送过程来获得速度、运动轨迹等数据,由图表等方式输出模拟结果,可以看到米粒群绕着碾辊做螺旋形前进的运动规律。该技术在粮食机械设计系统的研究中具有重要的推广意义,可为碾米机优化设计提供理论参考,也为其他农业物料精确定量分配提供了一种新的方法。     

传统可靠性理论在模糊可靠性计算中的应用

针对现有的模糊可靠性不能用较成熟的传统可靠性理论进行计算的问题,通过把采用常用隶属函数的模糊强度变换为当量随机强度,获得其当量概率密度函数和当量概率分布函数,提出了用传统可靠性理论改进的一次二阶矩法和等效正态分布法,计算随机应力模糊强度时的模糊可靠性,从而获得了衡量模糊可靠性的可靠性指数。该方法具有理论意义和实用价值,算例验证了方法的合理性和有效性。     

蒙特卡洛仿真法在尺寸及公差设计中的应用

通过对机械工程设计中所采用的几种尺寸及公差设计方法的对比分析,提出了应用蒙特卡洛仿真法进行尺寸及公差设计的新方法。探讨了采用该方法进行计算机模拟,解决三维尺寸及公差设计问题的实现方法。在尺寸及公差设计中,该方法简单、易行,而且可以获得高的计算精度。以机械零部件为例,详细说明了应用该方法进行三维尺寸及公差分析的过程,从而证明了该方法的有效性和实用性。     

基于响应面法的板料成形工作模面几何参数优化

阐述了以响应面法建立板料成形参数与有限元模拟结果的代理模型的基本原理;介绍了板料成形中的设计变量、目标函数、约束条件,多目标优化的处理方法;基于响应面法.以汽车后桥悬架内板零件为研究对象,成形后最小板料厚度为优化目标,成形极限图为约束条件,建立了模面几何参数优化模型;对模面几何参数进行优化并获得最优参数组合;以最优几何参数组合进行了实际的冲压试验,验证了优化结果.     

机械零件的稳健可靠性优化设计

提出了一种基于设计变量灵敏度的稳健设计方法，建立了基于灵敏度分析产生附加目标函数的两种稳健可靠性优化设计模型，并用MATLAB语言的优化工具箱和符号工具箱实现了机械零件的稳健可靠性优化设计，计算实例表明本文所述模型具有可行性与实用性。     

影响车辆前轴可靠度的参数灵敏度分析

讨论了前轴的可靠性参数灵敏度分析问题，提出了可靠性灵敏度设计的计算方法，研究了正态分布设计参数的改变对前轴可靠性的影响，为前轴的可靠性设计提供了理论依据。     

基于节点变量法的连续体结构拓扑优化设计

为避免结构拓扑优化设计中的数值不稳定性及考虑制造因素,提出了一种节点变量的连续体结构拓扑优化设计方法。在指定的子区域内,采用不依赖网格的映射函数表示节点设计变量与节点密度变量的关系,实现最小尺寸约束,以满足加工工艺要求。以应变能力最小化为目标函数满足结构刚度要求,以结构体积作为约束,建立最小尺寸约束下的连续体结构拓扑优化模型,将移动近似算法用于拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,提出的方法应用于连续体拓扑优化设计中是有效的,能够消除数值不稳定性现象获得清晰的拓扑结果,结构便于制造加工。     

柔性机械手机械结构与自适应控制全局优化设计

针对柔性机械手研究中未将控制器和机械结构之间的耦合同时加以考虑的问题,在整体优化目标下,通过使用适用于各种几何约束的自适应迭代算法来获取机械臂状态和控制器参数,以结构优化为外循环,以LQR控制律优化为内循环,设计了全局优化设计方法,将柔性机械手机械结构的设计与控制算法的设计有机结合在一起.并以单关节柔性臂的设计为例进行了仿真,仿真结果表明,将控制律与结构优化综合考虑的方法有效、可行.     

开沟铺管机高程主控臂轻量化设计

高程主控臂是开沟铺管机执行机构中的关键部件,其结构强度决定整机运行可靠性,质量大小影响高程控制响应速度。结合实际作业工况,基于有限元方法,通过静力学分析、瞬态动力学分析得到高程主控臂力学特性。基于力学特性,通过定义设计变量、约束条件及优化目标,对高程主控臂结构进行尺寸优化。结果表明,优化前的结构稳定性偏于保守,远高于设计使用需求,优化后的结构虽然减小了板厚,但通过数据分析对比,结构抗失稳系数依旧保持在合理范围内,证明结构优化合理。研究方法与结果为开沟铺管机高程主控臂的结构设计提供了参考。      

基于模态分析的液压挖掘机工作装置动态优化设计

建立了液压挖掘机工作装置的结构有限元模型,通过对该有限元模型进行自由模态分析,得到工作装置的各阶模态频率和模态特性,确定影响液压挖掘机工作装置动态性能的关键模态频率,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,以确定工作装置动态优化的设计变量。以工作装置几何约束、性能约束等为约束条件,采用扩展拉格朗日乘子法进行动态优化设计。实例分析表明,该动态优化方法,提高了工作装置结构的刚度,降低了结构的变形,改善了工作装置动态工作性能与结构稳定性。     

考虑全局应力约束的大变形柔顺机构拓扑构型设计

为了避免大变形引起静强度失效,提出一种考虑全局应力约束的大变形柔顺机构拓扑优化设计方法。采用Total Lagrangian描述方法和增量式Newton Raphson法求解机构的大变形响应问题;采用基于假设密度场的单元势能插值法,从而避免几何非线性拓扑优化出现的数值不收敛问题;以输出位移最大化作为优化目标,采用改进的P范数将机构所有单元局部应力约束转换为一个全局应力约束,构建考虑全局应力约束的柔顺机构几何非线性拓扑优化模型,采用移动渐近线算法求解优化问题。数值算例结果表明,采用本文方法获得的大变形柔顺机构能够有效满足应力约束。随着允许应力约束值的减小,机构构型中的铰链区域逐渐扩大,使机构的柔度分布更加均匀,但是输出位移逐渐减小。     

基于响应面法的上游泵送机械密封优化

为了找出更有效的优化方法,在考虑空化模型的基础上,以螺旋槽的几何参数(槽深h、螺旋角α、槽径宽径比β以及槽区宽度比γ)为设计变量,以泄漏量为优化目标,采用均匀试验设计法设计了50组机械密封端面槽型几何参数值,并利用CFD方法计算目标函数值,从而建立端面槽型几何参数和泄漏量的回归模型.运用Matlab软件绘制等值云图,利用响应面法分析端面槽型几何参数槽深、螺旋角、槽径宽径比以及槽区宽度比之间的交互作用对泄漏量的影响,并对机械密封微间隙内流场进行数值模拟验证,从而得到端面参数的最佳组合.研究表明:采用响应面法对上游泵送机械密封进行优化可行;螺旋槽的槽深h、螺旋角α、槽径宽径比β、槽区宽度比γ分别在6~12 μm,16°~20°,0.35~0.55和0.45~0.6取值时,能够获得更好的密封性能.