摘要：该文基于非线性区间数规划方法和区间分析方法,针对某型发动机曲轴的不确定性优化问题进行了研究。载荷中的不确定参数采用区间描述,极限工况下的最大等效应力作为目标函数且通过有限元方法求解。非线性区间数规划方法用以处理不确定目标函数,区间分析方法用以快速求解目标函数在每一个设计矢量下的区间,隔代映射遗传算法作为优化求解器。应用算例说明了该文算法的有效性。

摘要：针对目前用于散料输送的大跨度布料机布料臂架结构重大、设计冗余度严重过剩等问题,采用一种微型多目标遗传算法对布料臂架主梁结构尺寸进行多目标优化.以各节臂架主梁的截面尺寸为优化变量,以增强臂架刚度和轻量化为优化目标,结合微型多目标遗传算法和参数化有限元建模技术,建立了布料臂架的优化设计模型.此方法既能高效率地解决增强臂架刚度和臂架减重等优化问题,又能仅通过一次计算就提供多组方案以满足对布料机性能控制的不同需要.该优化结果已用于该系列布料机的定型设计.

摘要：综合考虑车顶强度和侧面碰撞的安全性能,对某型轿车的B柱结构进行了优化设计。采用高强度钢结构和拼焊板技术将B柱内外板分成上下两部分进行焊接。将4块拼焊板的高强度钢选型和厚度作为离散设计变量,同时对材料成本、车顶最大承载作用力、B柱侵入速度和侵入量进行约束,建立了B柱结构优化的数学模型。采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对B柱拼焊板结构进行了优化设计。结果表明:在材料成本基本不变的情况下,B柱结构总质量减小了13.8%,B柱侵入速度、侵入量分别减小了5.6%和3.8%,车顶承载能力提高18.53%,有效地提高了车顶强度和侧面碰撞的安全性能。

摘要：对某微型客车进行有限元建模与正面碰撞仿真分析,并将仿真与试验结果进行对比研究,验证仿真模型的准确性。运用耐撞性综合评价指标,对样车车身结构的耐撞性能进行评估。针对样车在结构安全设计方面存在的问题,提出将纵梁加强板布置成阶梯形逐级吸能结构形式,并在纵梁上开设诱导槽的改进设计。在保证乘员生存空间的前提下,改进后最大加速度降低了41.6%,平均加速度降低了6.3%,均方根加速度降低了22.5%,结构耐撞性得以明显提高。此分析和改进方法的有效性已经在某企业改善已有车型碰撞安全性的过程中得到验证。

摘要：针对高强度钢在车身结构设计中的应用成本与效率问题,提出一种车顶结构耐撞性设计方法,并对某车型进行优化设计。首先进行全局灵敏度分析,筛选出影响车顶强度的主要承载部件;然后将高强度钢的选型作为离散设计变量,厚度作为连续设计变量,同时对材料成本和总质量进行约束,建立车顶结构耐撞性优化的数学模型;最后,采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对主要承载部件进行优化设计。结果表明:在部件总质量和材料成本的控制下,车顶承载能力提高18.53%。该方法为高强度钢在车顶结构耐撞性优化设计中的应用提供了一种选型参考。

摘要：针对复杂工程多目标优化中求解精度受近似模型精度影响大的问题,提出了一种基于信赖域近似模型管理的多目标优化方法。该方法在每一个优化迭代步中首先采用拉丁超立方实验设计方法获得样本点,并基于这些样本点建立各目标和约束的二阶响应面模型,接着用所建立的响应面模型代替真实模型进行多目标优化,优化算法采用微型多目标遗传算法,然后通过信赖域模型管理方法来管理近似模型。该方法大大降低了近似模型对求解精度的影响。该方法在车身薄壁构件的耐撞性优化中的应用验证了其解决复杂工程多目标优化问题的能力。

摘要：基于人体模型THUMS中的膝韧带模型,改进了材料参数和单元属性。采用近年较新的生物力学实验数据,逐个验证韧带模型在不同应变率下的生物逼真度。结果表明,膝韧带ACL、PCL、MCL和LCL在不同应变率下的拉力与位移关系曲线与试验结果吻合较好,说明模型具有较好的生物逼真度,能较准确地模拟韧带的损伤和拉伸响应。

摘要：基于THUMS(total human model for safety)下肢长骨有限元模型,在材料和单元属性等方面进行了改进.在详细分析行人下肢长骨载荷特点的基础上,采用多种不同载荷工况下较新的生物力学实验数据,对长骨模型进行了前-后和外-内加载方向的准静态三点弯曲验证,同时对近心端1/3处、中部和远心端1/3处加载的动态三点弯曲验证.验证结果表明,该模型具有较好的生物逼真度,能够准确地模拟行人下肢长骨的骨折及碰撞响应,可用于后续行人下肢模型的开发,并为行人下肢损伤机理和安全防护研究提供准确高效的研究手段.

摘要：下肢损伤是行人与车辆碰撞事故中的主要损伤形式之一,建立具有较高生物逼真度的行人下肢有限元模型,可以为下肢保护提供有效的研究手段.在下肢长骨(股骨、胫骨、腓骨)、韧带(ACL,PCL,MCL,LCL)及膝关节得到全面验证的基础上,建立了包含骨骼、韧带、肌肉及皮肤等详细解剖学结构的行人下肢有限元模型,并定义了各组织间的接触.利用行人下肢弯曲的生物力学实验,对下肢有限元模型进行了整体弯曲验证.结果显示,下肢有限元模型的损伤形式、损伤发生时刻、膝关节弯矩和弯曲角度均与实验结果吻合较好,能够较真实地反映行人下肢的损伤和生物力学响应,具有较好的生物逼真度.

摘要：人体下肢是交通事故中最易受伤的部位之一,下肢有限元模型则成为研究下肢损伤机理和防护方法的重要工具,而要保证模型生物逼真度则需开展多工况全面验证。人体模型验证所需的生物力学试验数据由于样本尺寸、材料等多样性造成力学响应存在差异,难于用一个模型同时满足多个试验数据。中国人体与欧美人体在几何尺寸上的差异会造成生物力学响应的不同,因此有必要开发中国人体的有限元模型。通过CT、MRI扫描建立小腿几何模型,利用由胫骨关键尺寸确定的缩放系数,将小腿几何模型缩放至中国50百分位人体小腿。同样采用缩放方法,将生物力学试验数据缩放至小腿尺寸所对应的生物力学响应数据,以解决试验样本几何差异的影响。以胫骨和腓骨的弹性模量、应力-应变曲线、失效应变以及肉体体积模量为设计变量,采用优化方法,同时拟合胫骨和腓骨在准静态、动态载荷下不同加载位置的生物力学响应,以及小腿动态载荷下不同加载位置的生物力学响应,解决试验样本多样性造成的模型验证难题。当胫骨和腓骨皮质骨弹性模量分别取18.43和18.23 GPa、失效应变分别取1.2%和0.8%、小腿肉体体积模量取11.33 MPa时,所建小腿模型能够较好地同时满足多组试验中样本的生物力学响应,表明基于优化的多工况人体模型验证方法能够使有限元模型获得较好的生物逼真度。