简单差异演化算法及其在装配公差优化中的应用

差异演化算法是一种基于群体差异的演化算法,具有良好的优化性能,但是对于高维复杂函数,算法易早熟收敛.为此,在对算法参数以及关键算子分析的基础上,提出了自适应缩放因子及突变因子两个概念,进而提出了简单差异演化算法(A Simple Differential Evolution Algorithm)SDE.首先将缩放因子按照进化代数进行递减,一方面为了减少用户参与程度,另一方面为了平衡算法的收敛速度与全局搜索能力;其次在研究交叉算子的基础上,引入了灾变因子,使群体中的部分个体在进化过程中不进行交叉操作,而直接与父代个体进行竞争,简化了差异演化算法的步骤.仿真实验结果与工程应用实例表明,SDE算法在收敛速度和全局搜索能力方面得到了较好的平衡,不仅保证了算法的收敛速度,而且具有较好的全局搜索能力.     

高斯变异差分进化算法及其应用研究

为平衡算法收敛速度和全局搜索能力,克服差分进化算法易“早熟”的缺陷,在分析引起种群多样性下降及个体进化停滞原因的基础上,通过引入高斯变异操作,提出了基于高斯变异改进的差分进化算法(modified differential evolution base on Gauss mutation, GMDE). 数值仿真及2个工程优化问题的求解结果表明本文算法能有效避免“早熟”收敛,且在算法收敛速度和全局搜索能力上取得了较好的平衡.     

基于圆锥微凸体的结合面法向接触特性研究

为减小等效微凸体体积，使得等效后的微凸体体积更接近实际微凸体体积，将微凸体变形部分等效为圆锥微凸体，并结合分形理论和改进的W-M函数，建立了结合面法向接触刚度和法向接触阻尼模型，并对模型进行仿真分析和实验验证，仿真结果表明，法向接触阻尼随着分形维数的增大而增大，法向接触刚度随着分形维数的增大先增大后减小，并在分形维数为2.6附近取得最大值；法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大先增大后减小，法向接触刚度随着分形粗糙度的增大而减小；法向接触阻尼随着塑性指数的增大而减小，法向接触刚度随着塑性指数的增大而增大；将理论分析结果与实验数据进行比较，两者基本保持一致，验证了其正确性。基于圆锥微凸体的结合面法向接触特性模型的提出，为结合面的刚度与阻尼预测和优化机械设备的性能以及结构改进提供良好的依据。     

机械结合面法向接触刚度三维分形理论模型北大核心

为了解决以往在结合面上法向接触刚度分形建模理论研究的计算过程中存在的一些问题,所以专门对结合面上单个微凸体的弹性、弹塑性接触变形模型中的法向载荷和刚度的计算过程进行了适当的改进,从而建立了一种考虑弹性、弹塑性和塑性3种变形机理的法向接触刚度模型。通过模型理论预测值与实际测量值的比较可知,所建立的分形模型可以较好地预测法向接触刚度,进一步说明了所建模型的可靠性和精度,也证实了改进算法的可行性。所建模型可以用于相关接触刚度的计算与分析,有助于对结合面的刚度动态特性做进一步的研究。