摘要：为了改进提高产品性能稳健性的工程设计方法,将稳健设计中的容差和所要达到的优质品率作为两个目标函数,建立了模糊稳健双目标优化设计模型,并应用物理规划方法进行求解。通过对齿轮传动装置装配尺寸链的稳健优化设计,给出了具体的分析求解过程。实例表明,该文所提出的方法是可行的。

摘要：协同优化(CO)作为一种多学科设计优化(MDO)方法,包括两级优化:系统级和若干个学科级.然而工程设计实践中往往存在很多不确定因素,而且互相冲突的多个优化目标的存在,进一步增加了CO建模的求解复杂性.采用模糊截集水平法为各个学科设计了非对称CO模型,扩展了学科分析模块,使学科级能独立获取本学科最优的截集水平,以构造相应决策空间.利用满意度原理设计了学科级优化的目标函数,并将其作为一致性方程的组成部分传递到系统级.系统级在满足一致性约束的同时,最大化综合满意度方程,使所有学科同时获得最满意的优化解.电子封装问题的多学科协同满意优化实例表明该方法是行之有效的.

摘要：提出了利用介质陶瓷和铁氧体材料构建可调型带通频率选择表面的设计思路.在C波段波导模式下通过仿真设计出高介电常数方形柱状结构,优化后使其产生宽频的负介电常数,基于等效媒质理论对该结构通阻特性进行分析研究,其传输禁带的产生途径在于介质中产生了具有类Drude谐振形式的电单极子.在相同的仿真环境下对铁氧体结构进行设计优化,调节外加偏置磁场,使铁磁谐振在相应的频点发生,产生负磁导率.利用负介电常数与负磁导率的"双负"特性规律,将两种结构进行组合,协同优化,使电磁谐振相互耦合,实现通带特性.C波段波导模式下的分析表明,两种结构在同一个频点电磁谐振耦合,可以实现"双负"通带的传输效果.在由于铁氧体的磁可调特性,通过改变外加偏置磁场,该通带可以在6—8 GHz范围内可调.对电磁场矢量分布状况和等效参数提取结果进行了数值分析研究,确定了电磁耦合的性质和形成机理,充分验证了这种方法的可行性.对该结构材料样品进行加工,并测试验证,最终实验结果与仿真结果基本一致,实现了"双负"通带的可调.该方法拓展了频率选择表面的设计思路,可用于设计多通带、可调谐频率选择表面.

摘要：由于多学科设计优化涉及众多复杂因素,各个学科需要满足的约束是不同的,而系统级通常采用一致性约束来保证学科级共享、耦合变量及目标值的一致.在很多情况下共享、耦合变量及目标值满足了约束,但是各个学科获得的并不是本学科的最优解.本文采用满意度原理设计协同优化的系统级目标函数,综合考虑了学科级优化解的满意度和共享、耦合变量及目标值对于一致性约束的满意度,以增强协同优化的综合处理能力.齿轮变速箱优化实例表明该方法是可行有效的.

摘要：设计参数内关外联的属性和设计约束的模糊性、相关性和传播性往往导致多目标优化设计中冲突发生和目标间协调性差等现象。针对这些问题,应用模糊数学原理,构造尺度函数,增加附加约束,并基于Pareto解处的冲突矩阵、协同灵敏度分析以及目标重要度阈值的交互选择,建立了基于Pareto解的模糊交互式多目标优化模型。结果表明:提出的模型在兼顾主、客观要求的前提下,可降低目标之间的冲突程度,得到最大的满意度。以实例验证了模型的有效可行性。

摘要：针对现有金属微滴按需喷射装置难以喷射产生小于喷嘴径向尺寸的微滴的问题,设计开发一种基于应力波驱动的新型金属微滴喷射装置,采用锡铅合金(Sn-质量分数40%Pb)在加热温度为300℃下进行了喷射试验,试验表明:当脉冲宽度5 ms,脉冲频率5 Hz,电磁冲击杆冲击行程以及传振杆下端距离喷嘴分别为3 mm和1.5 mm时,在同轴供气流量大于6 L/min的气氛环境中,该喷射装置能够喷射产生平均直径约为喷嘴直径60%的金属微滴,且微滴尺寸标准方差为9.2μm,证明应力波驱动金属微滴按需喷射装置能够喷射出小于喷嘴尺寸的微滴。试验结果也显示,在满足微滴喷射的条件下,微滴直径随着脉冲宽度的增大而线性增大,随着脉冲频率的增大而呈指数形式减小,且微滴喷射过程受到冲击杆行程S的影响,说明此装置在喷嘴尺寸不变的条件下,具有微滴尺寸可调节、易控制等优点,为金属微滴喷射技术的进一步应用奠定了基础。

摘要：为了解大型泵站系统运行优化节能效果,分析了大型泵站优化运行方案的研究优化范围。以泵装置效率最高为优化目标,建立了单台机组变角运行优化模型和变速运行优化模型;在抽水流量和装置扬程一定的情况下,以运行费用最低为优化目标,建立了单座泵站、并联泵站运行优化模型;在抽水体积一定的情况下,考虑扬程变化和分时电价,以运行费用最低为优化目标,建立了单座泵站、并联泵站、并联泵站系统和梯级泵站系统的运行优化模型。3个应用实例考虑的优化范围与影响因素不同,优化计算结果表明,单台机组最优叶片角度下泵装置效率较设计角度最高可提高4.21个百分点;实行分时电价、变角调节的单座泵站系统运行优化方案和梯级泵站系统运行优化方案分别较设计方案节约电费5.64%和6.83%。提出了大型泵站系统运行优化建模时应综合考虑输变电、泵站和河道输水三方面能量损失。优化范围与考虑的因素越全面,节能与节约电费效果越显著。

摘要：空间相位调制一直是设计新型自加速光束的重要方法.参照类贝塞尔光束产生的思路,从理论上提出了一种新型的自加速无衍射类贝塞尔-厄米-高斯光束,并从数值模拟和实验两个方面研究此光束沿不同轨道的演化.理论上通过对厄米-高斯光束进行相位调制,产生了不同模式的自加速类贝塞尔-厄米-高斯光束.采用分步傅里叶算法模拟了(0,1),(1,0),(1,1)和(1,2)阶类贝塞尔-厄米-高斯光束沿预设轨道的传输过程.采用计算全息和空间光调制技术在实验中观察了类贝塞尔-厄米-高斯光束沿预设轨道的传输,例如抛物、双曲、双曲正割和三维轨道.实验观察与理论结果符合得很好.实验验证了不同阶类贝塞尔-厄米-高斯光束的奇特光斑结构,验证了光束的非衍射特性及传输轨道的可控性,且理论模拟验证了光束的自修复特性.作为此前研究的类贝塞尔光束的一般形式,本文所得到的光束可用于构造出更加新型实用的光束.

摘要：针对传统方法在方案决策时需给出无实际物理意义各目标权重的局限,将物理规划的方法引入到概念方案的多目标决策中,针对概念方案指标值存在预测性和模糊性的特点,建立了基于模糊物理规划的方案决策模型.决策者在决策时无须给出各设计目标具体权重,只需设定各目标满意区间的边界值,即可通过偏好函数和决策模型选出满足这一偏好的最优方案,从而将整个决策过程置于一个更加灵活自然的框架中,更充分的表达了决策者的主观偏好,更符合工程实际情况.此外,针对概念设计阶段偏好结构和决策结果的易变性,文中给出了交互决策的基本过程和方法,实现了概念方案动态交互式决策.

摘要：针对复杂产品学科分划困难以及多学科设计建模中存在的视图一致性问题,提出了以主模型为导向、多学科并行建模的技术路线。介绍了产品的多学科设计优化方法,论证了设计对象功能行为的不同表达是多学科视图模型形成的基础;讨论了多学科视图模型之间协调一致的保证体系。将该方法应用于汽车车身的多学科设计优化,真正实现了设计信息的共享和动态交互,有效改进了产品设计水平。