復雜機械結構模糊優(yōu)化方法及工程應用.pdf

1、結構設計的初始階段含有大量的模糊信息。設計參數的取值、設計目標的評價、約束條件的允許范圍以及工況等實際上都含有不同的模糊性。本文應用模糊理論描述機械結構的多目標模糊優(yōu)化設計問題，主要研究結構多目標模糊優(yōu)化方法及其工程應用。 首先介紹了模糊優(yōu)化的基本原理和有關概念，給出了單目標模糊數學模型和模糊優(yōu)化的方法及多目標模糊優(yōu)化的數學模型、基本概念和模型的求解方法。以斜齒圓柱齒輪為多目標模糊優(yōu)化進行算例分析，利用 Matlab 優(yōu)化工具箱

2、求出各種多目標模糊優(yōu)化求解模型的最優(yōu)值。 機械工程結構的優(yōu)化設計往往表現為多目標的形式，多目標優(yōu)化問題一直是科學和研究領域的難題和熱點。傳統(tǒng)的解決方法在處理多目標大維數、多模態(tài)等復雜問題上存在許多不足。為了解決這一問題，本文研究了帶精英策略的非支配排序遺傳算法(A Fast and Elitist Multi-objectiVe Genetic Algorithm：NSGA-Ⅱ)。該算法通過編寫Matlab的 m 文件測試典型應

3、用函數，具有較高的計算效率，得到分布更為合理的解，且能保持解的多樣性分布。因此將其應用于三桿桁架的結構模糊多目標優(yōu)化設計中，為其它結構模糊多目標優(yōu)化工程提供了有益的參考。 由于機械結構的復雜性，很多模糊信息難以用數學函數來表達，針對這類問題，本文運用模糊數學和有限元理論，以哈爾濱鍋爐廠生產的全量型安全閥閥體為例，進行復雜機械結構的設計分析和模糊優(yōu)化?；赩C.NET平臺及ANSYS提供的APDL語言，開發(fā)虛擬環(huán)境下的閥體模糊有限

4、元結構設計的主模型，對于復雜、難于掌握的ANSYS命令流進行后臺封裝，大大減小了復雜機械結構模糊優(yōu)化分析的工作量。 航天設備有效載荷部件的可靠性設計是確保部件產品可靠性的關鍵環(huán)節(jié)，因此在產品的研制中，對保證產品的可靠性有著特殊重要的意義。本文運用模糊數學原理，將NSGA-Ⅱ應用于多目標模糊可靠性優(yōu)化，在目標解的多樣性及收斂性之間達到了更好的平衡，并應用于月球探測衛(wèi)星(即嫦娥一號衛(wèi)星)的熱控百葉窗蝸桿傳動模糊可靠性設計中。且應用A