机械优化设计

摘要： "机械优化设计"是为机械类专业本科生和研究生开设的课程,讲授内容以数学方法为主,同时还包含优化算法在机械设计上的实践应用。为顺应新工科发展趋势,完善该课程中思想政治教学内容,提出了该课程的思想政治教学建设方法,主要以案例方式介绍了思想政治元素的挖掘与引入,并从三个方面改进了考评方式。教学效果调查结论表明,绝大部分学生认同在该课程中引入思想政治元素的方式,在此启发下能更好理解和掌握相关专业知识点,思想政治素养也得到了显著提升。

摘要： 针对阿基米德优化算法(Archimedes optimization algorithm,AOA)存在全局搜索能力弱、收敛精度低,易陷入局部最优等问题,提出融合Sin混沌和分段权值的阿基米德优化算法(SAOA)。采用无限折叠迭代的Sin混沌反向学习策略初始化种群,提高初始阶段解的质量,为全局搜索多样性奠定基础;引入算数交叉算子,将当前个体向与全局最优个体进行交叉,引导种群向最优解区域寻优,提高全局搜索能力;引入分段权值策略,平衡算法的全局勘探与局部开发能力,降低算法陷入局部最优的概率;通过对8个测试函数和部分CEC2014函数进行仿真实验及Wilcoxon秩和检验来评估改进算法的寻优性能,实验结果表明改进算法在搜索精度、收敛速度和稳定性等方面均有较大提升。另外,引入优化机械设计案例进行测试分析,进一步验证SAOA在工程优化问题上的可行性和适用性。

摘要： 为更好地把握和利用机械优化设计理论知识,以满足工程教育专业认证标准毕业要求,利用虚拟样机ADAMS软件对夹紧机构运动进行分析和优化。首先通过夹紧机构三维模型结构分析得到夹紧机构运动简图,进而分析其设计变量、约束条件以及目标函数并建立了数学模型,接着利用ADAMS创建了仿真模型并对相关零件赋予相应的转动或平动约束并施加载荷。为了运用ADAMS软件实现优化设计,对已完成的ADAMS模型进行了参数化建模,并且对单个设计变量在其约束条件下对目标函数进行了设计变量的影响程度分析,结论是其中的某一设计变量的变化对目标函数影响较小。在此基础上,基于三个设计变量、四个约束条件、目标函数夹紧力最大的前提下,进行了约束条件下的三维设计变量优化设计,获得了目标函数夹紧力的最优解最后利用ADAMS/PostProcessor后处理模块,使得优化设计过程可视化。将机械优化设计理论与仿真实践相结合,既加深优化设计相关理论知识的理解,又有助于学生运用现代工程工具ADAMS构建仿真框架,达到强化理论与实践能力协同发展的目的。

摘要： 西安交通大学能源与动力工程学院教授,博士生导师,国际仿生工程学会会员,陕西省风机泵工程技术研究中心技术委员会委员,中国五金制品协会理事,国家自然科学基金项目和科技部国际合作项目评审专家。主要研究方向为流体机械优化设计及流动控制,在仿生设计和噪声控制方面具有坚实的理论基础和丰富的实践经验。先后承担国家重点研发计划项目。

摘要： 针对机械优化设计课程特点与教学中存在的问题,在机械优化设计课程中进行线上线下混合式教学模式的探索,旨在提高学生在工程设计中对优化设计理论的应用与实践能力。在教学内容、课时分配和教学方式上进行微调,将数学基础知识、优化方法的前沿研究转为线上自主学习;综合工程实例、优化设计方法与先进的CAE设计平台,为学生提供交流、实践的平台;创新考核方式,降低对经典优化方法的编程考核难度,加大基于现代机械设计的工程实例的分析与应用考核力度。

摘要： "机械优化设计"课程是机械类专业学生的一门重要基础课,目前存在着教师授课方法闭塞、单一、学生学习积极性不高等弊端,从而导致学习效果差、课程目标达成度低等问题.基于此,首先,将遗传算法、粒子群算法、混合蛙跳算法等群智能优化算法引入到二级圆柱齿轮减速器的优化设计中,试验结果表明,群智能算法的求解结果优于传统的人工算法和复合型算法.其次,通过分析数据发现,群智能算法的求解结果需要进行圆整等技术处理才可以在工程实际中使用,因此,需要引导学生思考如何改进算法.最后,针对混合蛙跳算法,提出了相应的改进措施,使之能够适合混合变量类型(非单一的连续型变量)的工程优化问题.通过将人工智能算法引入课程作业的教学过程,扩大了学生的视野,有利于培养学生在解决复杂工程问题时的创新能力.

摘要： 针对目前《机械优化设计》课程普遍存在的内容理论性强、数学基础要求高、公式推导过程繁琐和难于实现计算等问题,本文通过对课程教学特点的深入剖析,针对农业机械化及其自动化专业特色,从夯实基础知识、联系实际问题、加强实践管理、丰富教学模式等四个方面对课程教学内容、教学方法及考核方式等方面进行改革,丰富课程的知识库和案例库,完善课外实践环节,建立多元化教学模式等,使工程中复杂的优化设计问题得以实现,以培养学生解决问题的能力,提高教学质量.

摘要： 滚子链传动系统的优化设计属于混合离散变量的非线性复杂优化问题.针对传统二进制编码遗传算法在机械设计中出现的进化过程缓慢、计算效率低、过早收敛等缺陷,利用先进遗传算法——二维实数编码,优化滚子链传动系统的设计.与传统优化结果相比,该方法具有收敛速度快、稳定性好等优点,可提高优化效率且实用性强.

摘要： 设计了一种新型绳牵引动平台.主要包括滚珠丝杠副牵引机构、液压结构、八杆机构、外箱体及其零部件.对于绳牵引动平台的八杆机构,通过相关要求进行尺寸计算,从而得出了各个杆的杆长,采用MATLAB编程的形式,对其尺寸参数进行了合理性校验和运动仿真,并应用Pro/E对其进行了建模.发现通过应用死点法可以提高支持系统的可靠性,通过MATLAB(这里主要应用了反复试数法),对绳牵引动平台的八杆机构参数进行了优化设计.

摘要： 以在机械优化设计课程多媒体CAI教学中对二维约束非线性优化问题的图解分析实例为示例,介绍了利用MATLAB的二维和三维图形生成函数ezplot、contour、Meshc、Surfc、quiver等得到精确的目标函数和约束函数的图像、等值线族图形及其函数值的标定和可行域构成图形以及快速地图解获得问题最优解的新方法,既有利于促进机械优化设计多媒体CAI教学与研究,又可用于解决二维工程优化实际问题.

摘要： 研究了液压集成块优化设计系统中的二维装配图自动生成技术。结合具体实例从投影变换理论入手,对三维向二维投影和装配图自动标注技术进行了深入的探讨,总结了装配图标注的引线规则和有效算法。所做工作对液压集成块自动化设计具有一定的现实意义。

摘要： 研究了液压集成块优化设计系统中的二维装配图自动生成技术。结合具体实例从投影变换理论入手,对三维向二维投影和装配图自动标注技术进行了深入的探讨,总结了装配图标注的引线规则和有效算法。所做工作对液压集成块自动化设计具有一定的现实意义。

摘要： 研究了液压集成块优化设计系统中的二维装配图自动生成技术。结合具体实例从投影变换理论入手,对三维向二维投影和装配图自动标注技术进行了深入的探讨,总结了装配图标注的引线规则和有效算法。所做工作对液压集成块自动化设计具有一定的现实意义。

摘要： 研究了液压集成块优化设计系统中的二维装配图自动生成技术。结合具体实例从投影变换理论入手,对三维向二维投影和装配图自动标注技术进行了深入的探讨,总结了装配图标注的引线规则和有效算法。所做工作对液压集成块自动化设计具有一定的现实意义。

摘要： 研究了液压集成块优化设计系统中的二维装配图自动生成技术。结合具体实例从投影变换理论入手,对三维向二维投影和装配图自动标注技术进行了深入的探讨,总结了装配图标注的引线规则和有效算法。所做工作对液压集成块自动化设计具有一定的现实意义。

摘要： 本发明公开了一种基于BezierGAN和贝叶斯优化的叶轮机械型线设计优化方法，包括步骤：1、考虑设计需求，根据边界条件建立数值模拟流程；2、对叶型参数归一化，划分训练集和验证集；3、训练BezierGAN网络生成叶型；4、加入叶型弦长和安装角作为优化变量，完成以高斯过程回归为代理模型的贝叶斯优化；5、获取设计需求下的最佳型线。本发明优化方法具有几何形状约束小、优化范围大、代理模型精度高、优化速度快、节省计算资源及时间的优势，具有重要的工程意义及广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种多目标机械组件设计的优化方法和优化系统，通过接收用户预设置的机械组件的设计参量，建立所述设计参量的优化模型；调用粒子群算法子程序对所述优化模型进行优化处理，获取所述设计参量的Pareto前沿，并通过迭代方式对所述Pareto前沿进行更新；当迭代次数达到预定值时，调用极值动力学优化算法子程序，对所述Pareto前沿进行多样性保持的优化处理；当迭代完成时，将所述Pareto前沿以图的形式输出，以供用户根据需要选择合适的设计参量。本发明有效地解决了多目标机械组件优化设计问题，能够使优化结果具有较好的收敛性能和多样化性能，满足用户多样性要求。且通过软件实现，实现方式简单，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，包括以下步骤：根据所需机械压力机的性能参数，选择机械压力机的连杆型式，根据选择的连杆型式配合齿轮传动得到主传动参数；计算选择需要的配套件型号和性能参数；通过输入零件的具体参数，自动计算零件的刚度和强度，并自动判断计算结果是否符合标准要求；把所有的参数输入计算机，自动生成规范的技术文件和报价文件。本发明通过收集、整理和分析大量的机械压力机的设计资料、经验公式以及优化方法，最终形成一套用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。本发明编制成软件后，最终只需要windows操作环境、excel软件和inventor软件就可以实现所有的功能要求。

摘要： 伺服凸轮机械设备凸轮优化设计方法及优化凸轮，涉及凸轮优化技术领域，将压力角大于许用压力角的凸轮轮廓曲线片段更换为压力角较小的更换凸轮曲线片段，并拟合生成新的凸轮曲线，用于提高凸轮的承载及耐磨性能；原始凸轮磨损后，只需根据需要更换凸轮曲线制作更换曲线凸轮分块，并与原始凸轮分块装配，得到优化凸轮，降低凸轮更换成本。

摘要： 本发明公开了一种基于BezierGAN和贝叶斯优化的叶轮机械型线设计优化方法，包括步骤：1、考虑设计需求，根据边界条件建立数值模拟流程；2、对叶型参数归一化，划分训练集和验证集；3、训练BezierGAN网络生成叶型；4、加入叶型弦长和安装角作为优化变量，完成以高斯过程回归为代理模型的贝叶斯优化；5、获取设计需求下的最佳型线。本发明优化方法具有几何形状约束小、优化范围大、代理模型精度高、优化速度快、节省计算资源及时间的优势，具有重要的工程意义及广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种多目标机械组件设计的优化方法和优化系统，通过接收用户预设置的机械组件的设计参量，建立所述设计参量的优化模型；调用粒子群算法子程序对所述优化模型进行优化处理，获取所述设计参量的Pareto前沿，并通过迭代方式对所述Pareto前沿进行更新；当迭代次数达到预定值时，调用极值动力学优化算法子程序，对所述Pareto前沿进行多样性保持的优化处理；当迭代完成时，将所述Pareto前沿以图的形式输出，以供用户根据需要选择合适的设计参量。本发明有效地解决了多目标机械组件优化设计问题，能够使优化结果具有较好的收敛性能和多样化性能，满足用户多样性要求。且通过软件实现，实现方式简单，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，包括以下步骤：根据所需机械压力机的性能参数，选择机械压力机的连杆型式，根据选择的连杆型式配合齿轮传动得到主传动参数；计算选择需要的配套件型号和性能参数；通过输入零件的具体参数，自动计算零件的刚度和强度，并自动判断计算结果是否符合标准要求；把所有的参数输入计算机，自动生成规范的技术文件和报价文件。本发明通过收集、整理和分析大量的机械压力机的设计资料、经验公式以及优化方法，最终形成一套用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。本发明编制成软件后，最终只需要windows操作环境、excel软件和inventor软件就可以实现所有的功能要求。

摘要： 一种超大变量叶轮机械高效设计优化方法及系统及应用，设置超大变量的叶轮机械参数化方法；根据优化设计的设计工况设置CFD计算模型；全局范围内进行均匀的初始加点并计算评估值；在全局建立高维的PCE拟合模型；将高维问题分解为多个低维子问题；对所有的子问题进行独立的代理模型优化，在优化过程中将全局PCE模型作为低精度数据来源加入HK模型以实现知识迁移；将所有子问题优化结果进行组合得到一组全局样本并进行评估；更新全局模型并重复上述步骤，直到满足优化停止条件；该设计方法可以在样本数量可以接受的前提下增加设计的变量数从而扩大设计的自由度，且具有很强的并行扩展能力，设计时间短，计算效率高。

摘要： 本发明公开了机械工程领域的基于拓扑优化设计机械零件的方法包括将设计平台网格化，随后将机械零件通过网格边界值限定机械零件的边界条件，同时任意一个网格表示载荷部分的单位力，通过对于零件占用的单元网格载荷力矩变化，从而改变机械零件的结构并生成非均匀分布的局部定量，随后对所有网格中的材料进行全局定量并实现全局定量约束，本技术方案对单一的网格进行载荷力矩变化，从而通过各个部位切割的逆向过程，以生成理论上的最优结构，这些结构属于变化过程中连续不间断的异形结构，从而打破常规零件加工中的思维束缚，在设计过程中将理论零件和实际载荷值结合的拓补化机械零件，从而满足设计需求，提升经济效益。

摘要： 本申请涉及一种机械装备结构优化设计方法及系统，其方法包括建立不同工况负荷下机械装备的有限元模型，并通过所述有限元模型的仿真分析确定出机械装备的多个关键设计变量；对所述多个关键设计变量进行采样，并将采样点输入至所述有限元模型，得到每个采样点对应的响应值，以构建仿真近似模型并进行模型精度评估；基于满足模型精度要求的仿真近似模型，建立所述机械装备的结构优化模型；通过改进的模拟退火粒子群算法对所述结构优化模型进行全局搜索，以确定所述关键设计变量的最优取值。本申请能够高效完成机械装备的优化结构设计，并提高机械装备的结构设计精准度。