摘要：本文旨在进行基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化。首先建立隐式参数化封闭白车身模型,以快速实现有限元模型的变化与更新。进而对生成的有限元模型进行模块化设置。结合参数化模型和模块化设置实现了封闭白车身后台全自动运算的功能。以封闭白车身质量最小、扭转刚度最大为目标,车身1阶弯曲模态、弯曲刚度和弯扭工况强度为约束,板件厚度、主断面位置和主断面形状等54个参数为设计变量,采用NSGA-Ⅱ算法,对封闭白车身进行轻量化多目标优化。优化算法根据性能梯度变化和相应的搜索功能实现了"分析驱动设计"的理念。优化结果表明,封闭白车身质量降低32.41kg,轻量化率达7.63%。除白车身静态弯曲刚度降低0.74%之外,其他性能均得到提升,最大的改善率为2.69%。

摘要：本文以轻量化为前提,设计传统钢制板架舱口盖的钢聚氨酯夹层板(Steel-Polyurethane Sandwich plate,SPS)替代方案。对不符合结构刚度、强度要求的初步方案,采用基于BBD(Box-Behnken Design)设计的响应面法进行结构多目标优化设计,以结构变形和等效应力作为优化目标,结构尺寸及质量为约束条件,建立响应面模型,得到优化后的SPS舱口盖设计方案;并采用有限元仿真方法,对优化前后的方案进行了仿真计算,对优化目标进行了详细对比,验证了优化的有效性和必要性。对比结果表明:优化后的SPS舱口盖结构,在减重9.28%的情况下,变形减少了36.7%,应力降低了30.5%;说明采用响应面法对SPS舱口盖实现多目标优化可行,且优化效果明显。

摘要：高速永磁电机(HSPMM)由于具有功率密度和效率高、体积小、质量轻及动态响应快等优点受到越来越多的关注。然而,HSPMM的设计是一个典型的非线性的多物理场耦合设计过程,难以建立准确的数学模型对其进行优化设计。该文提出一种基于多物理场近似模型(MPAM)的HSPMM多目标优化设计方法。该方法采用MPAM进行多物理场的并行计算,并在优化过程中直接调用MPAM,可以有效地解决有限元模型(FEM)计算耗时的问题,同时也可以避免有限元优化过程中FEM迭代计算收敛困难的问题。最后,研制了一台1.1MW,18000r/min的高速永磁电机,并进行了相关的实验,验证了该文所提出的HSPMM优化设计方法的可行性。

摘要：建立了16英寸组装式车轮90°冲击试验仿真模型,综合考虑车轮的材料特性、结构参数和90°冲击性能,提出了车轮多目标轻量化设计方法。分析了冲锤正对轮辐窗口冲击和冲锤正对轮辐气门嘴窗口冲击工况下,车轮轮辋和轮辐的塑性应变和变形量。利用网格变形技术建立组装式车轮90°冲击参数化模型并定义设计变量,以质量和90°冲击各项性能为优化目标,使用Isight优化平台集成DEP-MeshWorks和LS-DYNA软件进行最优拉丁超立方设计和Hammersley设计,拟合目标响应值的Kriging近似模型并验证其精度,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对车轮进行了多目标优化设计。优化得到的组装式车轮与同型铸造铝合金车轮相比,质量减少了28.28%。依据车轮90°冲击试验标准,对优化后的车轮进行试验,对比车轮各测点等效应变和最大加速度的仿真与试验值,得出车轮90°冲击仿真结果精度较高。

摘要：针对目前根据工程经验或简单的技术经济指标来设计无源滤波器的现状 ,以及现有优化设计方法中假设条件较多、寻优空间较小、寻优能力不强、对实际因素考虑不全面等问题 ,提出了一种无源滤波器的多目标优化设计方法。将无源滤波器的初期投资、无功功率补偿容量、滤波后电网谐波含量作为三个目标 ,利用遗传算法对无源滤波器的参数进行优化设计。通过适应度函数的阈值制约以及以不同概率进行染色体选择操作 ,使得种群朝三个目标最佳协调点的方向进化 ;并且 ,为了克服算法的早熟收敛 ,引入混沌算子来增加种群的多样性 ;最后对一个混合滤波实验系统进行了无源滤波参数的多目标优化设计。实践表明 ,设计出的无源滤波器具有良好的综合性能。

摘要：以锥形转子球面斜盘轴向燃油柱塞泵为研究对象,在分析滑靴油膜设计中的摩擦功率损失、泄漏功率损失、容积效率随滑靴的机械结构参数变化的基础上,基于遗传算法对上述多变量、多目标优化问题进行计算.权重系数法优化结果表明:优化后燃油柱塞泵设计点的摩擦功率损失和泄漏功率损失减少了7%左右,容积效率略微提升,并且优化得到的机械结构参数在不同转子转角和柱塞倾角的情况下也显示出性能上的优势,从而证明了多目标遗传算法对设计航空燃油柱塞泵油膜静压润滑是一种有效的方法.

摘要：就多目标优化与决策问题，本文提出了一种解的新概念──—相对有效性和弱相对有效性，并讨论了它们与Ｐａｒｅｔｏ有效性之间的关系，给出了相对有效性的几何意义与经济解释及相对有效解的存在性定理，根据这一新概念，设计了一种多目标决策分析方法──—相对有效性决策法（ＲＥＤ）。最后演示了ＲＥＤ方法的数值例示，并从实际应用结果中得到了若干启示。

摘要：在磁场有限元分析的基础上,以阻尼力和可调倍数为优化目标,利用多目标遗传算法,对磁流变阻尼器进行了优化设计与结果分析。研究表明:活塞有效长度与间隙之比、阻尼器间隙以及活塞有效面积是对阻尼力和可调倍数影响最大的三个因素,其中对阻尼力影响最大的因素是活塞有效长度与间隙之比,对可调倍数影响最大的是间隙;间隙或活塞有效面积的改变只能获得阻尼力或可调倍数单方面性能的提高。结果还表明,阻尼力和可调倍数无法同时达到最大;在一定约束条件下,对于阻尼力来讲,活塞的有效长度存在最优值。

摘要：将模拟退火算法与透平叶栅跨音速粘流气动计算相结合，并将其应用于透平叶栅的多目标优化设计．在多目标优化设计中，采用最小偏差法，并以叶栅的损失系数和做功能力为目标函数进行了优化设计．优化结果表明，此方法能够克服传统优化算法极易陷入局部极值的缺点，因而得到了比传统算法更优的设计方案．

摘要：针对燃油离心泵高效、高抗汽蚀的优化设计问题,进行了基于损失模型和SQP (Sequential Quadratic Programming)算法的多目标优化设计及仿真研究。建立表征叶轮和蜗壳等水力、容积和机械各效率的综合损失模型,并利用必需汽蚀余量来表征汽蚀特性。利用SQP算法构造合理的适应度函数,建立离心泵多目标优化数学模型。对燃油离心泵进行优化设计并与其它优化算法进行了对比,各优化算法的优化结果相似,但SQP算法优化求解的迭代步数相对较少。基于CFD技术进行仿真及外特性预测,验证燃油离心泵多目标优化设计方法的有效性。结果表明:相比传统方法,基于损失模型和SQP算法优化的离心泵流动损失更低,其进口流动更利于抗汽蚀性能;同时,优化的离心泵高效工作区域相对宽广,必需汽蚀余量相对较低,抗汽蚀性能有所改善。