基于混合响应面的多目标稳健设计

在大部分的实际工程优化问题中,产品质量特性与不确定性因素的关系是未知的或复杂的。为此提出了一种基于混合响应面技术的多目标稳健优化设计。该方法首先利用多项式响应面以及神经网络构造产品质量特性的显性表达式。在考虑目标函数以及约束稳健性的前提下,结合多目标技术中模糊偏好的方法设计权重,从而得到稳健设计的精确解。该方法解决了基于近似技术的稳健设计中计算精度与计算效率之间的矛盾。通过对双杆衍架结构进行算例分析,证明了该方法的可行性。     

一种多学科系统不确定性分析方法——协同不确定性分析法的改进

多学科耦合环境中,不确定性分析对于整个工程系统的设计优化过程具有非常重要的影响。多学科系统不确定性分析方法中的协同不确定性分析法(Collaborative uncertainty analysis,CUA)对于系统输出方差的求解存在计算精度较低,计算效率不高的缺点。在分析导致上述缺点的原因的基础上,提出一种改进的协同不确定性分析法(Modified collaborative uncertainty analysis,MCUA)。该方法的基本思想是将原协同不确定性分析法中分布式并行的优化体系与以泰勒近似和灵敏度分析为基础对耦合变量和系统输出的方差进行估算的方法相结合,对系统输出的均值与方差进行估算,并经过二次优化获得系统的稳健最优设计方案。算例结果表明,采用改进的协同不确定性分析法计算得到的系统输出方差相比原方法具有更高的精度,是分析多学科系统中不确定性传播的有效方法。     

滑动螺旋传动螺纹耐磨性模糊可靠性分析

为提高滑动螺旋传动机构的耐磨性,在阐述螺纹耐磨性分析与磨损可靠性数学模型的基础上,结合螺纹副实际磨损过程的模糊性特点,应用模糊理论中的隶属函数推导出螺纹耐磨性模糊可靠度计算的数学表达式。通过算例计算,对常规可靠度与模糊可靠度的两种计算方法进行了对比分析。结果表明,在螺旋传动设计中引入隶属函数能更合理地描述螺纹耐磨性可靠度在实际传动过程中的变化。该计算方法为螺旋传动机构零部件的可靠性设计提供了理论依据。     

基于威布尔分布的疲劳剩余寿命可靠性预测方法

在变应力作用下,机械零件的疲劳寿命为具有分散性的随机变量.威布尔分布是一种连续的概率分布,可以用来描述各种不确定因素对机械零件疲劳寿命的影响.文中用三参数威布尔分布描述零件疲劳寿命的分布规律,建立疲劳剩余寿命的分布模型,并采用解析方法获得疲劳寿命分布参数的点估计值.对在同一应力水平下疲劳剩余寿命的分布规律进行了探讨,结果表明:当前年龄越大,可靠度曲线越陡峭,疲劳剩余寿命的可靠度越低;而年龄越小,疲劳剩余寿命的概率密度曲线越平坦,剩余寿命的分散性越大.     

螺旋锥齿轮齿坯CAD／CAM集成系统

论述了螺旋锥齿轮的齿坯CAD /CAM 集成系统的结构、功能及其原理。利用该系统设计者能够在较短的时间内完成齿坯的几何设计，零件图绘制，NC 源代码的生成。     

基于混合变量的可靠性稳健设计方法

将产品性能函数在指定百分位数处的波动作为产品稳健性指标,极限性能函数的区间可靠度大于可靠性指标作为约束,建立了随机变量和区间变量同时存在时的可靠性稳健设计单目标优化模型。为了提高可靠性优化设计问题的效率,将两个耦合的优化问题分解成两层结构优化设计问题,上层为稳健优化设计,下层进行可靠性分析计算。最后用减速器可靠性稳健优化设计问题验证所建立模型的效率和精度。     

基于灵敏度分析的区间不确定性稳健设计

针对机电产品优化设计中存在的大量不确定性因素，在灵敏度分析的基础上提出了区间不确定性稳健设计方法。首先探讨了灵敏度分析理论，借用Sobol'法筛选出对系统影响较大的因素并将不灵敏项进行固化；然后根据区间不确定性因素的特性，分析了不确定因素在某一区间变化时对系统整体的影响；最后给出了基于灵敏度分析的区间不确定性稳健设计优化模型。工程实例证明了该方法的有效性。     

失效恢复机制下的网格任务冗余调度优化

网格技术是目前学术界和工业界解决计算密集型问题的一种重要工具.由于网格系统的复杂性,网格在可靠性方面仍面临着诸多问题.针对目前网格服务可靠性低的问题,引入本地失效恢复机制,并允许资源自行调节网格任务生存时间以及失效恢复次数,从而建立更加符合实际的网格服务可靠性模型.在建模中,采取网格任务冗余调度方式,以进一步提高网格服务可靠性.基于建立的考虑失效恢复机制的网格服务可靠性模型,建立费用约束下的资源冗余调度优化模型,以获得网格服务可靠性最大的任务调度策略.针对该NP问题,采用遗传算法对该优化问题进行求解,并在求解过程中设计专门的修正算子校正不可行个体,以保障算法的正常运行.算例分析验证了算法的有效性.     

螺旋锥齿轮齿坯CAD/CAM集成系统

论述了螺旋锥齿轮的齿坯CAD/CAM集成系统的结构、功能及其原理。利用该系统能够在较短的时间内完成齿坯的几何设计 ,零件图绘制 ,NC源代码的生成。明显缩短螺旋锥齿轮的齿坯设计 ,制造周期 ,具有很大的实用性     

基于多偏好物理规划的代理辅助多目标优化方法EI北大核心

针对目前普遍存在的目标数目较多,Pareto前沿离散程度较高的昂贵多目标优化问题,现有大部分算法无法利用较少函数评估得到优质Pareto前沿,因此提出一种基于多偏好物理规划的代理辅助多目标优化算法(M3pEGO)。该方法首先设置偏好矩阵,通过不同物理规划总偏好值将多目标优化问题转化为单目标优化问题,接着与Kriging代理模型相结合,利用高效的全局优化(EGO)算法实现自适应优化。最后通过9个经典测试函数,将此方法与ParEGO算法和多目标EGO算法进行对比。结果表明,所提算法在解决昂贵多目标优化,尤其是Pareto前沿离散程度较高的问题上优势明显,在有限次迭代后能够精确拟合到真实Pareto前沿,且能够得到收敛、均匀的非支配解集。