遗传算法和神经网络组合求解离散变量结构优化问题

利用遗传算法优良的全局搜索性能和对目标函数的仅要求有定义的特点进行离散变量结构优化设计。利用BP神经网络的模拟逼近功能，建立结构设计输入与输出之间的全局映射关系，获得遗传算法中的适应度函数值。将此方法应用于垂直循环式停车设备钢结构骨架优化问题。结果表明，该方法只需较少的有限元分析次数就可以获得良好的优化解。     

柔性剪切蒙皮支撑结构的拓扑优化

为了求解关于柔性剪切蒙皮支撑结构的多目标拓扑优化问题,提出了一种带有多重约束处理能力的位矩阵表示的非支配排序遗传算法。采用位矩阵作为遗传算法的染色体并引入基于矩阵操作的遗传算子,利用Ansys有限元分析获得结构质量、面内剪切性能和面外承载能力等目标。利用Matlab处理结构连通性和面内应变等约束并实现了基于矩阵的优化算法,获得了一系列可行的柔性剪切蒙皮支撑结构,在实际应用中可以根据需要选择合适的结构。从研究结果可以看出,该算法可以给多目标二维结构拓扑优化问题提供可行有效的解。     

基于响应面模型的手性超结构固有频率灵敏度分析及多目标优化

韧带型手性超结构是新型的负泊松比缓冲减震材料,四韧带手性结构是其中结构较为简单且减震效果较好的一种。但振动在衰减的过程中,材料过低的固有频率极容易产生低频共振,造成结构破坏。因此减震性能要求材料尽可能实现轻量化的同时提高其固有频率。降低质量和提高固有频率两个目标具有一定冲突,需要对四韧带手性结构进行结构参数多目标优化,获得最优的结构参数组合。通过有限元分析和中心复合试验设计方法（CCD）构建出四韧带型手性超结构关于质量和固有频率的响应面代理模型。基于响应面代理模型计算出手性超结构各重要参数的灵敏度数值,获得对固有频率和质量影响较大的结构参数。最后以高灵敏度响应的结构参数作为优化变量,固有频率和质量作为优化目标,运用优化设计方法和多目标遗传算法计算出四韧带型手性超结构参数的最优解。基于响应面模型的多目标优化设计方法为减震降噪的新材料的优化提供了设计思路和参考。     

薄板结构加筋布局设计的渐进结构优化方法

基于加筋板结构有限元分析技术、渐进结构优化(ESO)方法提出一个系统的策略,研究薄板结构的加筋布局优化问题.研究加筋板结构有限元分析的两种方法,对比其计算精度与效率.基于板梁离散有限元模型,通过ESO方法控制加筋的生长与去除,获得加筋的布局.采用该方法对板结构进行以结构刚度最大为目标的加筋布局优化设计,数值结果表明所提出的方法能有效获得合理的加筋布局.     

电动改装轿车车身结构拓扑优化分析

把拓扑优化设计理论引入某电动改装车的承载式车身设计，利用先进的有限元分析软件，在电动改装轿车车身结构拓扑优化分析中实现了多工况、多状态变量条件下的拓扑优化设计，确定了下车身的最佳结构方案，进而在此基础上建立了新的有限元模型，并进行了模态、刚度和强度分析，设计出最终的下车身改造结构。     

汽车车架的结构优化设计

这里以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，以某型载货车车架为例，先对车架进行拓扑优化获得车架最优拓扑形式，根据车架最优拓扑形式确定横梁的数量及分布位置和纵梁的加强方式，得到车架的概念化设计。然后对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化，建立了车架的力学模型，优化参数模型，优化数学模型，有限元模型，采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序，用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计，计算结果表明该优化设计方法的有效和高效，给出了汽车车架的计算机辅助优化设计的有效方法，该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

基于ANSYS的自动模切机主机墙板的应力分析和结构优化

在正常工作情况下，高速自动模切机的主机墙板会受到很大的冲击，这会大大影响到模切精度，导致产品质量严重下降。应用有限元分析软件ANSYS对其进行有限元分析，掌握其应力和变形的分布情况，并在有限元分析的基础上进行结构优化，使得优化后的结构在刚度和强度上有很大的提高，从而有针对性地解决实际问题。     

固体力学有限元的神经计算原理

针对现代结构分析的特点，利用力学中的最小势能原理，把力学有限元的计算问题化为带约束的非线性优化问题。提出了基于神经网络的弹性力学有限元分析原理。     

液压镦锻机前横梁结构有限元分析及优化设计

在对某液压镦锻机前横梁结构研究的基础上,选用实体单元,建立了前横梁的有限元模型和结构优化数学模型.依据结构有限元分析的结果,编制了相关程序并进行了优化,获得了理想的结构参数,为液压机横梁结构设计提供了新的思路和方法.     

枪弹底火的复杂多接触结构设计与分析

用三维非线性有限元分析方法，得到某小口径火炮机电两用底火模型应力应变精确的数值解。发现底火结构的应力分布在z方向有较明显的不均匀，而整个结构的应力呈轴对称分布。数值分析可以为我国底火的自主设计及结构优化提供依据，并进一步为三维微小复杂结构的分析提供经验和新思路。     

导电加热切削最佳加热电流的确定

对导电加热切削的最佳温度及最佳加热电流进行了分析，在用 耐用度确定最佳加热电流方法基础上，提出一种基于最佳切削温度守恒定以确定最佳加热电流的新方法，该方法可迅速确定不同切削条件下的最佳加热电流，为导电加热切削过程提供了优化控制依据。     

基于ASP模式的多软件协同优化下料方法及其实现技术

优化下料问题是一个NP复杂性问题，每一种优化软件都是利用近似和启发式处理得到下料结果，不同的优化方法及其优化软件对不同的某些数据结构可能效果并不理想，企业又不可能购进大量不同的优化软件来选优。提出了一种基于应用服务提供商模式的多软件协同优化下料解决方法，给出了该方法的基于Agent思想的具体实现技术。实验表明，该方法将明显提高优化下料的总体优化效果。     

用于航海模拟的Stewart平台的有限元分析与优化设计

在 ANSYS中利用耦合法对用于航海模拟的 Stewart平台直接建模 ,并在满负荷条件下对平台进行模态与动态分析。采用一阶方法对平台进行优化设计 ,使其在满足所有给定的约束条件下 ,确定具有最小目标函数值的结构设计并得出优化结论     

Solution of low-dimensional constrained model predictive control problems

Large benefits are possible by utilizing the solution of the constrained optimization problem involved in model predictive control. For a special case of these problems, the solution can be obtained relatively easily from its relationship with the unconstrained optimum. In this paper, a visualization of the relationship between the constrained and unconstrained optimum is presented. Based upon this relationship, a method for finding the constrained optimum is proposed that is suitable for low-dimensional control systems. A comparison with a linear programming formulation on 2 × 2 and 3 × 3 problems shows that the computational effort can be 10–35 times lower. For such processes, the proposed approach may allow one to avail the benefits of optimization by using the small process control systems already present in many plants.     

Optimum blank design by the predictor-corrector scheme of SLM and FSQP in the deep drawing process of square cup with flange

This paper presents a more accurate predictor-corrector scheme that combines the stream line method (SLM) and feasible sequential quadratic programming (FSQP) using the explicit dynamic finite element method (FEM) to design the optimum blank in the deep drawing process of square cup with flange. It is clear that faster convergence and better results of calculating optimum blank shape are guaranteed when FSQP uses a better initial guess. But it is not easy to guess the initial blank shape due to the variation of blank thickness, material anisotropy, and friction on the flange area at the beginning in the deep drawing process. SLM can obtain a preliminary prediction of the optimum blank shape with a little computational effort, so with SLM it is feasible to predict the initial guess of optimum blank with the assumption of fixed height of square cup with flange. FSQP can continue to adopt the predictor obtained by SLM to correct the optimum blank efficiently and accurately. Then the optimum blank is used in the final simulation and experiment. From comparison of the target shape between the simulated and experimental results, a good correspondence is confirmed. Other comparisons of the punch load, punch stroke, and wall thickness of the target square cup also show good agreement.     

The Effect of Optimum In-Process Electrolytic Dressing in the Ultraprecision Grinding of Die Steel by a Superabrasive Wheel

In recent years, grinding techniques for precision machining of brittle materials used in dies, moulds and optical parts have been improved by using superabrasive wheels and precision grinding machines. Optimum dressing using a superabrasive wheel makes possible the effective ultraprecision grinding of die steel (STD-11). In this study, a new system and the grinding mechanism for optimum in-process electrolytic dressing are proposed. This method can carry out optimum in-process electrolytic dressing of a superabrasive wheel. Optimum in-process electrolytic dressing is a good method for obtaining efficiency and ultraprecision grinding of STD-11.     

摆线齿轮极坐标测量中的采样优化策略

讨论了摆线齿轮极坐标测量中的采样方式及其优化策略，提出采用最优测头半径，用等极角采样方式同时实现等发生角的弧长均匀采样，并实现从任意点起测。     

A Study of the Development of an Ultraprecision Grinding System for Mirror-Like Grinding

In this study, a new system of optimum in-process electrolytic dressing and a microposition system are developed. This system can carry out optimum in-process dressing of superabrasive wheels, and gives effective control of the unstable dressing current and insulating layer. Therefore, ultraprecision grinding when using an optimum in-process electrolytic dressing system and microposition system is a good method for efficient mirror-like grinding of brittle materials.     

Machining Accuracy Analysis for Step Multi-Element Varying-Parameter Vibration Drilling of Laminated Composite Materials

Laminated composite materials are being extensively used in various fields, and their micro-hole machining is difficult because of their layer structures and particular characteristics. To solve the problem effectively, a new method of step multi-element varying-parameter vibration drilling is proposed. Drilling laminated composite materials is a multi-zone operation which involves the entrance zone, the mid zones, the reciprocal zones and the exit zone. In each zone, optimum parameters including vibration frequency, amplitude and feed should be chosen so as to improve the machining accuracies of micro-holes. Based on the principle of multi-element orthogonal polynomial regression, parametric optimisation experiments of single materials are carried out, and optimum parameters for each zone are obtained. The proposed drilling method can be achieved by using these optimum values for each zone. Comparative experiments using the proposed method indicate that the deflection of the drill r, the error of the micro-hole diameter _D and the height of burrs H can be decreased compared to ordinary drilling, so machining accuracies can be improved.     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。