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| 1 | 基于稀疏网格的近似模型及其在轻量化设计中的应用显示文摘在复杂工程系统的多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)中,由于学科种类和设计变量多,学科分析中存在计算量大和优化效率低等难题。将稀疏网格方法引入多学科近似模型的建立过程,该方法集试验设计和近似模型建立于一体,可以缓解样本点数目对设计空间维度的指数依赖,因此在处理高维问题时仍有较高的效率,同时在近似模型的拟合精度方面具有先验性。将该近似模型应用于Haupt函数预测和NASA减速器优化设计实例,与传统多项式和Kriging近似模型方法进行对比分析,结果证明了该方法在拟合高维问题时的精确性、高效性和在高维优化设计中的适用性。构建基于稀疏网格近似模型的多学科设计优化流程,并以此为基础对某型驱动桥壳进行轻量化设计,所得设计方案减轻了驱动桥壳的质量,前六阶模态频率变化较小,且满足驱动桥壳静强度指标和疲劳寿命指标。 | 马石磊 李方义 李剑峰 何洋 | 2013 | 机械工程学报2013，49，7： | 13 |
| 2 | 实验设计及kriging响应面在优化设计中的应用显示文摘为了减轻结构自重,需对结构进行优化设计。而复杂工程优化问题中,设计变量多且多属于非线性问题,所以对工程优化问题存在着计算时间长、优化效率低且准确性难以判断等特点。将代理模型引入在优化设计中,并通过实验设计方法得到实验设计点,根据实验设计点建立Kriging响应面,对Kriging响应面模型进行优化设计。得出该方法对结构优化设计有很显著的效果。最后以门式起重机主梁为例,建立对应的Kriging响应面进行优化设计,使用该方法优化后,其门式起重机主梁自重减轻了20%,并采用有限元方法验证了结果的准确性。对研究轻量化设计有着重要的参考及借鉴意义。 | 徐兴伟 胡晓兵 武韶敏 赵清祥 | 2017 | 组合机床与自动化加工技术2017，，1： | 13 |
| 3 | 多学科设计优化方法的比较显示文摘为了推广多学科设计优化方法在船舶和海洋工程结构设计中的应用,讨论了三种典型的多学科设计优化方法:多学科可行方向法(MDF),协同优化方法(CO),两级系统综合方法(BLISS),并将其应用到齿轮减速箱的设计中;根据计算结果,对上述三种多学科设计优化方法进行了定量的比较和研究,得出BLISS方法最适合齿轮减速箱优化设计的结论。此外,还给出了多学科设计优化方法的选择标准,为多学科设计优化的工程应用提供了一定的指导和帮助。 | 赵敏 操安喜 崔维成 | 2008 | 中国造船2008，49，3： | 11 |
| 4 | BLISCO方法在载人潜水器设计中的应用显示文摘结合两级集成系统综合方法(Bi-Level Integrated System Synthesis)和协同优化(Collaborative Optimization)方法的主要特点,提出了一种新的多学科设计优化方法—两级集成系统协同优化方法(Bi-Level Integrated Sys-tem Collaborative Optimization,BLISCO)。它的关键思想是将设计变量分为系统级设计变量和子系统设计变量,并在保留协同优化方法协同机制的同时,用子系统耦合输出响应的加权和代替一致性约束作为子系统优化的目标函数。通过电子封装优化设计问题验证了BLISCO的收敛性、准确性以及鲁棒性。最后,文中将BLISCO方法应用于载人潜水器的多学科设计优化,大大提升了载人潜水器的总体综合性能。 | 赵敏 崔维成 | 2009 | 船舶力学2009，13，2： | 8 |
| 5 | Multi-objective optimization for deepwater dynamic umbilical installation analysis显示文摘We suggest a method of multi-objective optimization based on approximation model for dynamic umbilical installation. The optimization aims to find out the most cost effective size, quantity and location of buoyancy modules for umbilical installation while maintaining structural safety. The approximation model is constructed by the design of experiment (DOE) sampling and is utilized to solve the problem of time-consuming analyses. The non-linear dynamic analyses considering environmental loadings are executed on these sample points from DOE. Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) is employed to obtain the Pareto solution set through an evolutionary optimization process. Intuitionist fuzzy set theory is applied for selecting the best compromise solution from Pareto set. The optimization results indicate this optimization strategy with approximation model and multiple attribute decision-making method is valid, and provide the optimal deployment method for deepwater dynamic umbilical buoyancy modules. | YANG HeZhen WANG AiJun LI HuaJun | 2012 | Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)2012，55，8： | 5 |
| 6 | 基于动态罚因子的多学科协同优化算法及其在船舶设计中的应用显示文摘针对标准协同优化算法求解复杂系统工程问题的缺陷,提出了一种改进的协同优化算法,并将其应用于油船总体概念设计阶段。改进协同优化算法将系统级一致性约束最优化问题通过罚函数方法转化为一个无约束优化问题。同时,给出了两种不同的基于差异信息的动态可调罚系数,以保证在优化初期,系统级设计变量与学科级共享变量相差较大时,惩罚力度也大,促使一致性差异在总目标函数中占主导地位,则一致性差异将迅速下降。随着优化的进行,罚系数变小,惩罚力度减轻,目标函数的收敛加快。通过对MDO测试函数算例与标准协同优化和其他典型的改进协同算法的比较,验证了该方法在优化结果的可靠性和稳定性等方面有优势。最后,应用改进的协同优化算法求解以油船造价为系统级目标协同浮性与稳性、快速性等4个子学科的多学科优化问题以体现其工程实用性。 | 周奇 蒋平 许辉 陈立 黄卫刚 | 2016 | 船舶力学2016，20，10： | 4 |
| 7 | 基于拉丁超立方抽样的离心式吸叶机噪声分析与降噪优化研究显示文摘以吸叶机离心风机系统为研究对象,针对吸叶机气动噪声与出口流量的双目标优化问题,运用有限元与试验相结合的方法对其进行分析与优化以达到降低整机噪声的效果。首先运用CFD技术对原吸叶机模型进行流场和声场的仿真分析,并在此基础上提出了长短叶片叶轮优化方案,在拉丁超立方抽样模型的指导下求解了短叶片的多项具体参数,通过融合分析多项参数获得了长短叶片的最优组合方案,最后再次通过仿真与试验相结合的方法对优化方案的实际效果进行了验证。结果表明,短叶片的加入不仅可以保持原有的风机性能,还能够达到降噪1.2 d B左右的效果。该方案的提出不仅有效降低了风机噪声,还为产品的降噪优化提供了合理的技术路线,具有广泛的应用价值。 | 沈彦佑 贾民平 朱林 | 2016 | 振动与冲击2016，35，15： | 4 |
| 8 | 不同冲击工况下蜂窝填充薄壁结构的耐撞性能显示文摘提出了一种方形蜂窝填充薄壁复合结构,并采用实验研究与数值分析的方法研究了12种冲击工况下蜂窝填充薄壁结构与相应的非填充(薄壁空管)结构的耐撞性能.同时,结合Kriging近似技术与小种群遗传算法对蜂窝填充薄壁结构开展数值优化设计.结果表明,在各种冲击工况下,蜂窝填充薄壁结构吸收的能量都高于薄壁空管结构,且冲击的角度和速度对蜂窝填充薄壁结构吸能性能影响显著.在相同的冲击速度下,蜂窝填充薄壁结构吸收的能量随着冲击角度的增大而降低;在相同的冲击角度下,蜂窝填充薄壁结构吸收的能量随着冲击速度的增大而提高.对Kriging近似技术与小种群遗传算法优化所得蜂窝填充薄壁结构进行最优参数匹配,能够改善蜂窝填充薄壁结构的吸能性能. | 张勇 闫晓刚 曾意 赖雄鸣 | 2019 | 上海交通大学学报2019，53，1： | 3 |
| 9 | 新颖变截面多胞薄壁结构的耐撞性研究显示文摘为进一步提高多胞薄壁结构在轴向载荷条件下的耐撞性能,提出了一种新颖的变截面多胞薄壁结构,该结构通过将传统均匀多胞结构内胞壁旋转一定的角度而形成,使得同一截面上的各胞元呈现非均匀特性。结合试验与数值有限元分析方法,以最大峰值力和比吸能为耐撞性评价指标,开展不同截面旋转轴位置、旋转角度和薄壁厚度等参数下的变截面多胞与均匀多胞结构的耐撞性对比研究。此外,为进一步探索变截面多胞结构的最优耐撞性,结合Kriging近似模型技术与多目标粒子群方法对变截面多胞结构进行了耐撞性寻优,获得了该结构的Pareto前沿与在不同设计要求下的最优参数匹配。研究结果表明:旋转轴位置、旋转角度和薄壁厚度对变截面多胞薄壁结构的比吸能有显著影响,但旋转轴位置和旋转角度对最大峰值力的影响较小,变截面多胞薄壁结构的比吸能较传统均匀多胞结构提高了约8%;当碰撞最大峰值力限定在180kN范围内时,该结构的最优设计参数壁厚t与旋转角度θ分别为1.52mm和1.85°。 | 张勇 徐翔 李奇 鲁明皓 廖水容 | 2017 | 中国公路学报2017，30，7： | 3 |
| 10 | 近似模型技术在高速动车组动力学分析中的应用研究显示文摘由于高速动车组部件复杂、非线性因素多,因此计算速度成为制约复杂车辆动力学研究的核心问题。为解决上述问题,提出一种基于近似模型技术的车辆动力学的研究方法。为验证该方法的可行性,选取我国自主设计的某CRH380A型高速动车组为研究对象,以车辆11个悬挂参数为输入,以车辆稳定性和平稳性为响应,利用最优拉丁超立方设计对输入量进行取样,通过动力学分析模型计算上述样本点的响应值,根据响应值分别建立车辆动力学Kriging近似模型、响应面模型、径向基神经网络模型,并计算各模型误差。研究结果表明:径向基神经网络模型在拟合车辆动力学方面具有良好的性能,能够满足工程应用。通过列举近似模型的实际应用证明高速动车组动力学近似模型技术的可行性。 | 杨阳 李芾 李金城 黄运华 | 2016 | 机车电传动2016，，5： | 2 |
| 11 | 基于混合优化策略的多学科协同优化及其应用显示文摘多学科设计优化为复杂系统工程设计提供了新的思路并成为优化设计领域的研究热点。针对传统多学科协同优化算法常常出现无法收敛或收敛陷入局部最优的问题,提出基于模拟退火算法和序列二次算法的混合协同优化(collaborate optimization based on simulated annealing and sequential quadratic programming,SA-SQP-CO),SA-SQP-CO应用模拟退火算法和序列二次算法的混合优化策略取代传统系统级基于梯度的求解方法,同时引入动态松弛的思想,在二阶段寻优过程中采用动态松弛量代替系统级一致性等式约束加强学科一致性、提高系统级收敛效率。以经典齿轮减速箱测试算例,通过与传统多学科协同优化算法比较,验证了该方法在优化结果可靠性、稳定性等方面有优势。最后,应用SA-SQP-CO算法求解抛物线型载荷下纤维加强悬臂梁轻量化设计问题以体现其工程实用性。 | 许辉 周奇 张立丽 | 2014 | 舰船科学技术2014，36，11： | 2 |
| 12 | 基于RSM模型及NSGA-Ⅱ算法的低地板车辆曲线通过性能优化显示文摘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。 | 杨阳 丁军君 李芾 戚壮 蒋宽 | 2017 | 铁道学报2017，39，3： | 2 |
| 13 | 儿童安全座椅低频振动的仿真与优化设计显示文摘为降低儿童安全座椅低频振动对儿童乘坐舒适性的影响,建立六自由度汽车与安全座椅动力学模型。利用Matlab/Simulink模拟汽车在B级路面以20 m/s速度行驶的工况,分析车辆和座椅的振动情况。建立优化目标泛函,为保证结果的客观性,采用层次分析法(AHP)确定优化泛函的各项加权系数。采用拉丁超立方抽样进行被动减振优化,采用LQG线性二次调节器进行主动控制,用这两种方法来实现乘坐舒适性的优化。对比仿真结果可以得出被动控制对低频处的共振峰值衰减没有效果,而主动控制在4 Hz、7 Hz、10 Hz、12 Hz、15 Hz处与初始值产生的共振峰值相比有明显的衰减。两种实验得到的安全座椅垂直振动加速度均方根值表明,被动减振优化值比初始值降低了78.9%,主动控制情况下比初始值优化了60.5%。 | 胡启国 王宇谦 | 2017 | 噪声与振动控制2017，37，2： | 1 |
| 14 | 侧门防撞杆静态挤压强度优化研究显示文摘侧门防撞杆静态挤压强度关系到侧门挤压强度和碰撞等相关性能。文章通过针对圆形钢管、铝挤压型材及热成形高强钢3种形式的防撞杆进行对比,得到热成形高强钢式的性能和布置优势。根据梁弯曲理论,针对M型防撞杆提出了溃缩区域的局部补强方案。通过以轻量化和挤压平均反力为多目标,进行M型热成形高强钢防撞杆的断面参数,厚度及补强区域的优化。 | 胡浩 夏丁 吕丽文 罗勇 郭伟春 | 2021 | 汽车工程师2021，，3： | 1 |
| 15 | 某火箭炮托架结构的优化设计与研究显示文摘以某火箭炮托架结构为研究对象,在多学科多目标优化软件Isight中建立全自动仿真优化分析平台。采用最优拉丁超立方最优值附近加密的实验设计方法探索设计空间,提出一种改进的EBF神经网络技术构建近似模型,运用多岛遗传算法和序列二次规划法组合优化策略进行优化分析,为机械结构的轻量化提供了一条可行的技术途径和研究方法。 | 卢云 张龙 | 2014 | 机械制造与自动化2014，43，3： | 0 |
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