摘要：为研究市域快线无砟轨道结构轻量化经济性、列车快速运行安全性协同优化设计问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道空间耦合模型,详细分析轨道板长度、宽度、厚度、弹性模量和扣件刚度、扣件间距单独变化时,对市域D型动车以速度160 km/h通过时所引起的轮轨系统动力响应,通过响应面实验得到市域快线无砟轨道钢轨垂向位移响应面模型,并经NAGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化得到最优参数组合。结果表明:通过单因素试验,对钢轨垂向位移影响显著的依次为扣件间距、扣件刚度和轨道板长度;建议在进行市域快线无砟轨道结构设计时将钢轨垂向位移作为关键评价指标;各设计变量对市域快线无砟轨道力学性能影响的主次顺序依次为扣件间距、扣件刚度、轨道板长度、轨道板宽度、轨道板厚度、轨道板弹性模量;推荐设计方案为扣件系统刚度25 kN/mm,扣件间距0.625 m,轨道板长度4.9 m,轨道板宽度2.8 m,轨道板厚度0.26 m,轨道板混凝土等级C40。

摘要：Myring流线型在水下航行器领域应用较为广泛,而量水槽在渠道中的受阻状态与潜水器潜行时受到的阻力情况具有一定的相似之处,因此本文借鉴潜水器的结构特点进行量水槽体型设计,探究量水槽受阻最小的较优线型。基于FLOW-3D软件,采用最优拉丁超立方设计方法,以流线型的收缩段长度和锐度因子、扩散段长度和离去角为变量设计了40组数值模拟方案,得到对应的水头损失百分比和上游佛汝德数。以数值模拟变量为输入、结果为输出,训练RBF神经网络,结合nsga-ⅱ遗传算法获得Patero前沿解,通过TOPSIS评价法筛选出最优解并得出其线形参数:优化模型收缩段长度为45.9 cm、收缩段锐度因子为0.74、扩散段长度为49.2 cm、扩散段离去角为14.63°,并通过等比例缩放得到6组收缩比,在9组流量下进行模型试验分析水力性能。结果表明,优化后线型过流较顺畅,水力性能较优,预测结果和模拟结果误差不超过5%;不同工况下上游佛汝德数均小于0.5,满足测流规范要求,收缩比为0.58~0.66时各项水力性能均较优;基于临界流测流和量纲分析原理得到的测流公式精度较高,平均相对误差为2.09%。本研究证明了将流线型运用于量水槽领域研究以及通过神经网络和遗传算法寻优的可行性,优化后Myring流线型量水槽具有良好的性能和测流精度,在灌区渠道中具有较好的运用前景。

摘要：旋流泵无叶腔宽度、叶片数和叶片宽度是影响旋流泵性能中最重要的几何参数。【目的】建立旋流泵性能优化方法,为今后的工程提供参考。【方法】采用中心复合的方法对无叶腔宽度L、叶片数Z和叶片出口宽度b2进行了试验设计,使用CFD数值计算获得了样本的性能特性,而后采用Kriging模型建立了几何参数与旋流泵效率和叶片表面剪切应力的关系,最后利用非支配排序遗传算法对几何参数进行多目标寻优并进行了性能预测和对比分析。【结果】研究确定旋流泵最优几何参数L为25mm、Z为8枚、b2为26.45mm;优化后旋流泵无叶腔的宽度降低了16.67%,叶轮的叶片数增加了1枚,叶片的出口宽度增加了25.95%。优化后旋流泵的效率显著提高,同时叶片的表面剪切应力降低;在设计工况点,旋流泵的效率提高了1.06%,叶片平均剪切应力从优化前的274.37Pa减少至204.57Pa,降低了25.44%;优化后消除了在叶片的前缘处较大的剪切应力;叶片的表面的剪切应力在靠近叶片的出口处得到显著抑制。【结论】通过数值模拟验证了中心复合的方法是可行,提高了旋流泵性能。

摘要：锂离子电池均衡系统主要用于解决电池组工作过程中出现的不一致现象,但现有研究在需要权衡多个均衡指标时,均衡阈值的选取缺乏理论基础。为解决该问题,本工作提出了基于非支配排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,nsga-Ⅱ)对锂离子电池均衡系统的均衡指标进行优化的计算框架。首先,以均衡阈值(Δ_(V))作为问题参数,兼顾均衡速度、开关次数、荷电状态(state of charge,SOC)一致性最小作为多个均衡指标建立目标函数,并给出阈值与均衡指标关系式求解的方法,建立优化锂电池均衡指标的问题模型;然后,使用nsga-Ⅱ算法对多个均衡指标进行优化,并设计相应的决策策略;最后,在新欧洲驾驶循环(new European driving cycle,NEDC)工况和高速燃油经济性测试循环(highway fuel economy test,HWFET)工况下对所提算法的有效性进行验证。结果表明,电池组一致性、均衡速度相近的情况下,NEDC工况下最佳阈值Δ_(V)=0.0232的开关频率是经验阈值Δ_(V)=0.01的42%;同样,在HWFET工况下最优阈值Δ_(V)=0.0156的开关频率是经验阈值Δ_(V)=0.01的43.6%。本工作所提方法解决了以往均衡阈值难以确定的问题,使均衡系统的设计变得科学有效。

摘要：文章针对传统的机械零件多目标优化算法的不足,提出了一种基于改进型BP神经网络和nsga-ⅱ遗传算法的机械零件多目标优化设计方法,该方法首先利用Workbench对零件进行分析得到实验数据,然后用改进型BP神经网络对实验数据进行训练并建立起多目标优化的模型,采用nsga-ⅱ遗传算法对模型进行多目标优化。结果表明,在满足优化零件使用条件的情况下,运用该方法求得质量的相对误差最大为11%,变形的相对误差最大为3.36%,验证了该方法的有效性和可靠性。并将该方法得出的结果与传统Workbench得出的多目标优化结果进行了比较,证明了该方法优于传统Workbench优化方法。

摘要：为改善智能飞行器受系统结构限制而无法精确定位问题,采用遗传算法对系统定位误差进行校正,并对航迹长度和校正次数进行优化。在共享函数基础上,采用排挤算法和精英策略,在多约束条件下使用nsga-ⅱ遗传算法对随机产生的种群进行筛选,寻求最小航迹长度,进行误差校正。仿真结果表明,该算法大大简化了数学模型设计,解决了nsga算法及传统遗传算法的主要缺陷,具有快速准确的搜索性能,速度提高一倍且结果收敛不反复。在多约束条件下对智能飞行器航迹进行规划,提高了遗传算法收敛的精确性,对智能飞行器航迹规划发展有着重要作用。

摘要：为了适应宿舍室内空间布局自身评价指标中模糊性与多态性的特点,克服评判中缺乏科学性和客观性的问题,本文在分析宿舍室内有效活动空间利用率的基础上,运用nsga-Ⅱ多目标遗传算法对宿舍空间布局优化问题进行求解,以某大学四人间宿舍为例建立数学模型,采用改进遗传算法进行室内空间布局优化设计。研究结果表明,nsga-Ⅱ多目标遗传算法可有效解决宿舍室内空间布局问题,该研究结果也为其他同类问题的解决提供了一种有效的途径。

摘要：针对东风某双前桥转向重型汽车在使用中存在的轮胎异常磨损问题,利用ADAMS/View软件建立了样车双前桥转向机构参数化仿真模型,基于选择的设计变量与目标函数,在iSIGHT软件中通过集成ADAMS/View模型,对设计变量进行了DOE分析,并利用改进的非支配排序遗传算法nsga-Ⅱ实现了双前桥转向机构的多目标优化,根据Pareto最优解得到仿真结果表明:优化后各车轮转角误差大大减小,可有效解决车轮异常磨损问题。利用多目标遗传算法和计算机仿真集成技术对转向机构进行优化设计,可为今后汽车系统的设计、开发提供新的有效途径。

摘要：针对枪钻深孔钻削H13模具钢刀具磨损快、加工温度高的问题,以枪钻切削速度、进给量、外刃第一后角为优化对象,并以钻削轴向力和刀具温度为评价指标,设计了BBD响应面优化试验,建立有限元仿真模型,获得轴向力和刀具温度的二次多项式回归方程,最后采用nsga-Ⅱ算法进行多目标优化求解非劣解集,与响应曲面优化结果相结合得到唯一解。结果表明:最终优化解切削速度为832.21r/min、进给量为0.011 2 mm/r、外刃第一后角为9.35°,轴向力和切削温度较低,此时钻削稳态平均仿真轴向力为611.2 N,实际轴向力为592.7 N;仿真温度为279.3℃,实际温度为321.1℃,为实际加工生产提供了参考方案。

摘要：为了提高优化效率并改变通过单一参数变化对车辆动力学性能进行优化的方式,提出一种基于RSM近似模型及nsga-ⅱ遗传算法的车辆曲线通过性能优化方法,以获得更加精确的结果并缩短设计周期。通过建立70%低地板有轨电车动力学模型,以悬挂参数为设计变量,以曲线通过性能指标为响应拟合其RSM近似模型,在近似模型的基础上对曲线通过性能进行多参数、多目标优化。优化结果表明,与原始设计优化方式相比,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数及轮重减载率均有不同程度的降低,且优化效率得到大幅提高。