一、减速器的混合离散变量解耦优化算法(论文文献综述)
赵子瑞[1](2019)在《考虑温度效应的齿轮系统耦合振动分析及动态性能优化》文中提出大型船用齿轮装置输入转速高、工作载荷大,势必影响齿轮系统的摩擦生热及温度场分布,进而引起结构热应力及热变形,致使内部动态激励发生改变。齿轮装置同时承受齿轮时变刚度、齿侧间隙等引发的内部激励以及驱动系统、负载系统等引入的外部激励,系统振动特性异常复杂,呈现强非线性耦合特性。因此,开展考虑温度效应的齿轮系统耦合振动分析及动态性能优化,对齿轮装置的减振降噪与可靠运行有着重要的理论意义和工程价值。本文针对某船用双机并车齿轮箱,开展考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法、内部动态激励表征、耦合振动分析和传动系统动态性能优化研究。论文的主要研究工作如下:(1)基于切片法和积分思想,计入基圆热变形和齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性;而后分析了摩擦系数、输入转矩和输入转速对齿轮啮合刚度的影响规律。(2)研究了齿轮、传动轴、箱体的热变形及轴承的径向游隙变化与齿侧间隙间的定量关系,建立了考虑啮合刚度、传动误差、齿侧间隙、齿面摩擦等因素的齿轮传动系统集中参数模型,采用龙格库塔法降阶求解了传动系统的振动时频响应及齿轮副动态啮合力,分析了不同工况参数对系统内部动态激励的影响规律。(3)结合计及温度影响的内部动态激励时域表征,建立包含齿轮传动系统与箱体结构系统的船用齿轮箱耦合振动分析有限元模型,采用模态叠加法计算了考虑温度效应前后齿轮系统的振动响应,并与船用齿轮箱综合性能试验台上的振动测试结果进行对比分析,得出考虑温度效应的计算结果更接近实测值。(4)计入齿侧间隙、齿面摩擦等非线性因素,以齿轮副基本参数为设计变量,总传动比、实际中心距、承载能力等为约束条件,以振动加速度与系统质量为目标函数,建立传动系统动态性能优化数学模型,引入Kriging代理模型模拟了振动响应优化目标与设计变量间的映射关系,进而基于分枝定界算法编程求得最优设计参数,优化效果较为明显。
路星星[2](2019)在《人字齿行星传动系统动态仿真分析与动力学性能优化》文中研究指明人字齿行星传动系统具有轴向力极小、承载能力强、振动噪声低和运行可靠等特点,被广泛应用于船舶、航空、航天和高精密传动等领域。人字齿行星传动系统作为齿轮传动涡扇(GTF)发动机涡轮与风扇间的减速传动装置,其服役环境恶劣,内部动态激励复杂多变,系统振动噪声问题尤为突出。因此,开展GTF发动机人字齿行星传动系统的动态仿真分析与动力学性能优化研究,具有十分重要的理论意义和工程价值。本文以GTF发动机人字齿行星传动系统为研究对象,考虑系统内部非线性耦合动态激励,开展系统耦合动力学建模、固有特性影响分析、动态响应与均载特性分析、动态性能优化等方面研究。论文的主要研究工作如下:(1)基于人字齿轮结构特点和啮合特性,计及齿面摩擦和轴向变形等因素,提出一种齿轮时变啮合刚度改进计算方法,计算了齿轮副的啮合刚度。考虑传动系统时变啮合刚度、齿面摩擦、综合误差和齿侧间隙等内部非线性耦合激励,建立了多分流条件下的人字齿行星传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型。(2)基于人字齿行星传动系统耦合动力学模型,建立了系统自由振动方程,采用子空间迭代法求解系统固有频率和振型向量,阐述了系统的模态类型。结合传动系统频响函数曲线,分析了系统的啮合刚度、支承刚度和左、右侧耦合刚度对系统固有特性的影响规律。(3)利用人字齿行星传动系统动力学模型,结合系统内部动态激励数值表征,编程求得系统稳态运行工况时的振动位移、振动速度、振动加速度和动态啮合力。在此基础上,分析了综合误差、齿面摩擦、啮合刚度以及运行工况对行星传动系统均载特性的影响。(4)考虑时变啮合刚度、综合误差等非线性因素,构建传动系统动态性能优化模型,采用谐波平衡法获取齿轮振动响应解析表达式;以传动系统振动加速度和体积为目标函数,齿轮基本参数为设计变量,系统几何约束、强度约束等为状态变量,编写混合离散优化程序,求解齿轮最优设计参数,优化效果良好。
易永胜[3](2019)在《基于协同近似和集合策略的多学科设计优化方法研究》文中进行了进一步梳理当前产品的设计越来越复杂,所包含的子系统或子学科越来越多,而且整个系统中的耦合效应越来越复杂,使得计算也越来越耗时。针对现代产品设计过程中各学科之间相互作用的耦合效应强和计算量庞大的难点,解决方法之一是采用多学科设计优化(MDO),这使得开发更加高效的MDO方法成为研究热点。由于实际工程问题中往往包含各种不确定性因素,因此实际工程产品的质量和性能都会受到这些不确定性因素引起的重大影响,所以研究不确定MDO方法更加符合工程问题的实际情况。本文结合代理模型技术,提出了新的MDO方法,不需要复杂耗时的多学科分析和繁琐的灵敏度计算;针对工程问题往往包含不确定性的实际,着重对稳健设计进行了研究,结合基于集合策略的设计,提出了不确定性下多学科稳健设计优化方法。工程实例结果验证了本文所提的方法可行有效且实用性强。首先,重点介绍了七种常见MDO方法的基本原理与特性,综合比较了各种MDO方法的优缺点,进而提出了论文的研究框架。其次,提出了一种基于协同近似的MDO方法(CMSO)。构建了一个协同模型作为过滤器,筛选出满足系统分析(SA)或多学科分析(MDA)的可行样本点。利用这些样本点,构建代理模型并对其进行验证与确认。选择最佳的代理模型,构建多学科优化模型,并使用序列二次规划法(SQP)进行优化求解。搭建了基于协同模型(CM)进行协同抽样(CS)并与代理模型结合的MDO框架。通过实例,验证了该方法的有效性、准确性和高效性。实例计算表明,该方法无需反复调用复杂耗时的多学科分析与繁琐的灵敏度计算,提高了计算效率。然后,提出了一种基于协同近似与人工蜂群算法的MDO方法(CMSOALMABC)。引入增广拉格朗日乘子法(ALM),处理MDO数学模型中含有的复杂等式约束条件,通过拉格朗日乘子,将等式约束转化为无约束优化问题。结合协同近似与人工蜂群算法,搭建了该方法的框架,并给出了该方法的步骤与流程。通过实例,验证了该方法的有效性和可行性。该方法提高了全局寻优能力,缩短了工程产品的设计周期,为更加有效地解决现代工程设计问题提供了可能。接着,提出了基于集合策略的多学科稳健设计优化方法(SSMRDO)。利用最大变差分析法,构建了稳健设计模型,用于不确定性分析;利用集合策略的方法,构建了系统优化模型,用于协调完全自治子系统之间的耦合变量,获得新的设计空间,通过序列优化,得到系统稳健最优解和最优稳健设计空间。搭建了该方法的框架,阐述了该方法的步骤和流程。通过实例,验证了该方法的准确性和有效性。该方法使设计人员从设计变量的广泛设计值开始,逐渐减少集合以获取更多信息,缩减了设计时间,提高了系统的稳健性。随后,采用本文提出的方法分别实现了船舶概念、四辊轧机和空冷电池热管理系统的设计优化。工程实例结果表明,本文所提方法能有效的降低工程产品设计优化中MDO计算的耗时与繁琐,满足现代工程产品设计的要求。最后,总结了全文的主要工作,并展望了未来值得进一步研究的方向。
张怡然[4](2019)在《新能源汽车传动系统混合优化算法的研究》文中提出本文提出了一种针对多模式插电混合动力汽车动力总成参数和能量管理策略同时优化的方法。该问题存在的研究难点和挑战在于,混合动力汽车的能量管理策略和动力总成参数高度耦合;复杂的动力总成构型无疑更增加了该问题的难度;且现有的优化方法依赖于速度工况,而实际车速充满不确定性。基于对现有动力总成构型的分析,建立了对应该构型的整车仿真模型,其中包含了自适应的模糊PID驾驶员和自适应换挡策略,并通过商业软件Cruise进行了模型精确性验证。考虑该多模式混合动力汽车的模式的复杂性和多样性,为选择一种合适的逻辑门能量管理策略用于同混合优化算法的对比,并连同考虑驾驶员的舒适性,驾驶模式,提出了模式边距求解算法,并利用此算法对最可能的两种能量管理策略进行混合多目标优化。为了同时得到最佳动力总成参数以及其对应的能量管理策略,提出了混合解耦优化算法,算法外层利用粒子群算法优化动力总成参数,算法内层为一个两层控制器:控制器第一层通过连续域下的蚁群算法得到次优的能量管理策略;第二层用于最终确定扭矩分配和挡位选择。最后,提出了优化结果的两个可能的应用,将优化结果实时化:基于支持向量机的逻辑门规则优化与基于神经网络的多层次控制模型。并为了解决速度预测问题,提出了基于驾驶员肌肉电(EMG)信号的混合预测方法。结果表明混合优化算法能很好的挖掘混合动力汽车的潜力并同时能保证其可优化结果的实用性。
张红[5](2019)在《RV减速器动力学建模与疲劳优化分析》文中研究说明减速器作为工业机器人的关键部件,其对机器人的综合性能有着重大的影响。从近几年相关学者对减速器失效的研究状况来看,减速器的失效多是由于齿轮齿根弯曲疲劳破坏所致。因此对RV减速器进行疲劳寿命预测及进一步的优化设计具有非常重要的现实意义。本文首先利用转化轮系法对各部件传动速度进行理论分析并推导系统的传动比和啮合频率值。建立该型减速器的简化力学模型,分析摆线盘与针齿及渐开线齿轮对之间的啮合接触力。然后利用三维建模软件SolidWorks建立RV减速器的几何模型,并对其进行装配、干涉检查及适当的简化。分别对RV减速器中的关键件及整机进行有限元模态仿真和模态测试试验,发现该型减速器的固有频率远离啮合频率,具有良好的动态特性。构建RV减速器的虚拟样机并进行动力学仿真计算,得到各传动部件的速度特性和啮合接触力变化曲线,为进一步的疲劳寿命分析提供数据支撑。简化渐开线齿轮为三齿简化模型,分析其弯曲应力的分布情况,确定弯曲疲劳的危险部位。基于有限元分析结果和动力学仿真得到的载荷谱,在疲劳分析软件MSC.Fatigue中对其进行疲劳寿命预测,得到了实际工况下齿轮对的弯曲疲劳寿命。最后针对两齿轮疲劳寿命相差较大的问题,按照等强度原则建立齿轮参数优化设计模型,基于齿轮基本参数对目标函数的影响确定优化设计变量,以强度和参数间的尺寸关系为约束条件,采用遗传算法对优化模型进行求解。建立优化后的设计模型,对比优化前后结构的性能差别以评估齿轮参数优化的结果。
赵冠[6](2018)在《某型舰载直升机尾斜梁电动折叠系统研制》文中提出随着现代社会发展,各个国家越来越重视领海安全,舰载直升机已成为国家海军力量的基础配置,其性能优良极大影响着海洋国防实力。尾斜梁电动折叠系统是减少舰载直升机停放空间尺寸,缩短飞行前后保障时间的重要部件之一,在舰载直升机系统中起至关重要的作用。基于直升机轻量化要求,设计出满足强度和刚度等要求的电动折叠系统,可以有效提高舰载直升机的性能,具有重大的理论和实际意义。本文以某型号舰载直升机尾斜梁电动折叠系统作为设计对象,运用参数优化设计、有限元分析与优化和试验等方法,设计出满足要求的尾斜梁折叠系统及其电动传动机构,主要研究工作如下:(1)根据电动折叠系统的工作原理、功能需求、设计指标等,通过对比分析设计出折叠和锁销装置的系统方案,针对系统方案,设计多种不同的电动传动机构方案;设计出实现其他功能的关键部件如传感器、滚珠丝杠等方案。(2)分析研究齿轮设计参数对系统质量和安全系数的影响,根据在优化模型中将混合离散变量连续化处理存在的问题,研究用于求解混合离散变量优化问题的分支定界算法的原理与方法;建立折叠系统电动传动机构的混合离散变量优化数学模型,以质量最小为目标函数,根据行星轮配齿条件、几何条件和强度条件等,确定优化约束条件;根据优化结果,建立传动机构详细设计三维模型,对比其各不同方案并设计最优方案。(3)分析尾斜梁电动折叠系统机匣的结构静力学,建立有限元模型,设置材料参数,并施加载荷和边界条件,进而计算出机匣有限元分析结果;通过对机匣应力和位移分析结果的研究,验证尾斜梁系统机匣满足强度和刚度设计要求,同时根据分析结果进行机匣轻量化设计。(4)加工出折叠系统电动传动机构的实物样件后,搭建试验台,测试其主要性能指标如传动比、有效行程、负载、插拔力等;实验结果表明,两种传动机构均能满足设计要求。
杨丽丽[7](2018)在《多学科协同优化及其不确定性和多目标性研究》文中进行了进一步梳理多学科设计优化(MDO)能够充分考虑学科之间的耦合作用,为复杂产品的设计优化问题提供更加可靠的求解方案,在现代复杂工程系统设计领域具有举足轻重的作用。但是MDO的很多技术并未完善,为了适应工程系统日益复杂的设计需求,MDO还需要更深入、全面的研究。本文以协同优化方法(CO)为对象,对CO尚存的缺陷,以及考虑不确定性和多目标性下的优化问题求解方法进行了研究,得到了以下研究成果:(1)针对基于学科间不一致信息的动态松弛因子方法易于错误收敛的问题,将固定松弛因子方法与动态松弛因子方法结合,拓展出一种混合松弛因子方法。该方法在保留动态松弛因子方法的全局搜索能力的同时,通过松弛因子中的固定松弛部分为系统级优化问题的可行域提供保障,在总体上改善了求解过程的收敛性问题。(2)基于学科间不一致信息的松弛因子方法不适用于学科间共享、耦合变量不完全一致的多学科优化问题,且未能充分考虑实际工程中不同设计变量的量级差别,为此本文提出一种考虑变量量级的动态松弛因子方法。该方法不受各子学科中共享、耦合变量数目的限制,并考虑到不同子学科设计变量的量级特征,为系统级优化问题建立了一个更合理的搜索区间。(3)针对改进协同优化方法中因为共享设计变量在系统级与学科级之间的不一致性可能会造成最终解不满足原优化问题约束条件的问题,本文采用灵敏度分析方法,构造了一种改良的协同优化方法。该方法利用一阶泰勒展开式对学科级局部约束函数进行修正,考虑了共享设计变量不一致性对约束函数的影响,从而改善了系统级最优解的可行性。(4)针对基于隐式不确定性传递的鲁棒协同优化方法求解效率较低的问题,提出了一种基于共享设计变量的鲁棒协同优化方法,将各子学科的状态变量及其不确定性变差都作为优化问题的共享设计变量。该方法避免了在优化过程中通过另外的不确定性评估模块进行数据传递和不确定量求解,降低了多学科鲁棒性优化设计的计算复杂度。(5)考虑到基于改进措施的鲁棒协同优化方法中共享设计变量的不一致性给约束函数鲁棒性评估带来的偏差,提出一种考虑模型误差的鲁棒协同优化方法。该方法不仅考虑了各设计变量的不确定性变差和状态变量的学科分析预测误差,也包含了在协同优化求解过程中产生的共享设计变量不一致性变差,使鲁棒协同优化设计的约束函数鲁棒性评估更加精确、全面。(6)针对系统级具有多目标形式的多学科优化设计问题,构造出一种基于全局多目标梯度混合算法的多目标协同优化方法。该方法结合了多目标遗传算法的全局搜索能力和基于梯度算法的快速收敛能力,并采用变维数响应面技术对局部梯度信息进行评估,能够在有限的迭代次数内搜寻到全局Pareto最优解,提高了大规模多目标多学科优化问题的计算效率和计算精度。(7)针对子学科具有多目标特点的协同优化问题,提出一种基于动态加权的多目标协同优化方法。该方法通过引入物理目标的期望值和可变化的权系数,将一致性目标和所有物理目标组合成单目标。在保证一致性目标优先级的条件下,通过权系数的动态调整,最终得到使系统级目标函数趋向于最优的组合形式,避免了对各子学科多目标问题最优解的选择,并提高了多目标协同优化问题的求解效率。本文的主要创新点归纳如下:(1)为协同优化系统级问题提出了混合松弛因子方法和考虑变量量级的动态松弛因子方法,改善了系统级优化问题的收敛性,拓宽了松弛方法的工程适用性,并对已有改进协同优化方法的学科级约束函数进行修正,提出了改良的协同优化方法,为多种改进协同优化设计方法的解的可行性提供了保障。(2)为区间分布类型的不确定性优化问题建立了一种基于共享设计变量的鲁棒协同优化模型,将不确定性评估过程融合到优化设计进程中,有效降低了多学科鲁棒优化设计的计算复杂度。考虑到系统级与学科级之间的不一致性给约束条件鲁棒性评估带来的偏差,提出了考虑模型误差的鲁棒协同优化方法,提高了多学科鲁棒优化设计结果的可靠性。(3)分别针对系统级和学科级具有多目标形式的协同优化设计问题,构造了基于全局多目标梯度混合算法的多目标协同优化方法和基于动态加权的多目标协同优化设计方法,为大规模多学科多目标优化设计问题提供了更高效的求解方法。
马远卓[8](2018)在《不确定性分析和结构优化新方法及其在热防护系统的应用》文中认为目前,绝大部分复杂系统设计仍然采用安全系数法等简化的规则和策略。设计通常基于工程评价和经验而过于保守,无法直接考虑大部分输入参数的随机特性。随着现代工程产品对关键和复杂设计需求的增加,越来越需要能够对广泛存在于计算模型、载荷、几何、材料性能、加工过程以及使用环境中的不确定性进行精确评估的计算方法。众所周知,不确定性评估及设计优化是结构设计中最为关心的两个方面。因而,一方面,本文将考虑采用可以同时处理连续及离散变量的子集模拟优化方法解决桁架结构混合尺寸和形状设计优化问题,并通过15杆平面桁架、18杆平面桁架、一个39杆空间桁架和一个无人飞行器的桁架式起落架四个算例展示其搜索性能。另一方面,本文将关注在结构设计中能够将概率与优化整合到一个设计框架内的可靠性设计优化问题,采用整合广义子集模拟方法的后处理近似方法近似概率约束条件,从而将原始两层问题转化为单层确定性优化问题求解,并由三个标准算例验证该方法的特性。基于上述各类方法,本文将关注不确定性分析及结构优化在可重复使用运载器概念设计阶段非烧蚀热防护系统设计中的应用。采用广义子集模拟方法以及空间分割蒙特卡洛全局灵敏度分析方法进行热防护系统设计不确定性分析。该不确定性分析过程主要包括不确定性及失效模式定义、失效概率评估、基于方差的一阶全局灵敏度计算以及基于灵敏度指标的模型简化过程等。首先,通过一种热防护系统材料(叠层)选取方案和基于序列二次规划优化方法的热防护系统尺寸设计给出一系列名义值。这些名义值包括许用温度极限和热防护系统(叠层)材料厚度,它们均为其中一些不确定性输入变量的分布参数。其次,在构造失效模式时采用多输入-多输出支持向量机模型近似热响应,从而大大降低计算量。再次,通过两个应用算例(一个升力体模型以及一个航天飞机模型)展示该不确定性分析方法的性能及操作过程。然后,也将两个算例不确定性分析计算结果中失效概率较大的节点进行了可靠性设计优化。最后,采用子集模拟优化方法求解同时考虑热防护系统材料选取和热防护系统尺寸设计的优化问题。
林腾蛟,曹洪,谭自然,何泽银,吕和生[9](2018)在《四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化》文中研究表明为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法,以某型海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中参数模型,采用龙格库塔法对额定工况下的动力学方程进行求解,并将计算所得的振动响应与实测结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上,提出了基于谐波平衡法的多级行星齿轮耦合系统动态优化方法,以减速器壳体尺寸参数和齿轮副基本参数为设计变量,减速器总传动比、实际中心距、轮齿强度等为约束条件,振动加速度均方根值和总体质量最小为目标,建立多目标混合离散优化模型,基于分枝定界算法编写程序求解模型,获得最优设计变量。结果表明,优化后减速器总质量减小8.2%,传动系统振动加速度降低33.4%,壳体振动加速度降低70.5%,优化效果明显。
连青惠,蓝兆辉[10](2015)在《基于变量转换法的混合离散变量优化设计》文中研究说明分析混合离散变量采用的优化算法的不足,针对混合离散变量优化提出变量转化法,即设定统一连续的名义变量,使数学模型可以调用连续变量的算法或软件,编写变量转化程序,将名义变量转化为实际离散变量,代入目标函数和约束条件,得到最优解后不需再进行变量圆整,保证了优化的准确性。以直齿圆柱齿轮传动优化设计为例,得到最优解并与其他常用的优化方法比较。结果表明,变量转换法简便易行,效果优于其他常用算法。
二、减速器的混合离散变量解耦优化算法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、减速器的混合离散变量解耦优化算法(论文提纲范文)
(1)考虑温度效应的齿轮系统耦合振动分析及动态性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 课题研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 齿轮系统动态激励表征 |
1.2.2 齿轮系统振动特性分析 |
1.2.3 齿轮系统动态性能优化 |
1.3 课题的主要研究内容 |
2 考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法 |
2.1 引言 |
2.2 考虑热变形的斜齿轮端面齿廓方程 |
2.2.1 斜齿轮基体热变形 |
2.2.2 热平衡时斜齿轮的端面齿廓方程 |
2.3 考虑温度效应的时变啮合刚度算法 |
2.3.1 弯曲、剪切及轴向压缩刚度 |
2.3.2 基体弹性刚度 |
2.3.3 赫兹接触刚度 |
2.4 计及温度影响的时变啮合刚度计算 |
2.4.1 考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度计算结果 |
2.4.2 斜齿轮副啮合刚度有限元模型 |
2.4.3 啮合刚度算法对比验证 |
2.5 工况参数对斜齿轮啮合刚度影响分析 |
2.5.1 摩擦系数对啮合刚度的影响 |
2.5.2 输入转矩对啮合刚度的影响 |
2.5.3 输入转速对啮合刚度的影响 |
2.6 本章小结 |
3 计及温度影响的齿轮传动系统内部动态激励表征 |
3.1 引言 |
3.2 计及温度影响的齿轮传动系统动力学模型 |
3.2.1 传动系统振动微分方程的建立 |
3.2.2 轴承支承刚度与阻尼计算 |
3.2.3 齿轮副静态传动误差计算 |
3.2.4 动态齿侧间隙计算 |
3.2.5 动态摩擦力与摩擦力矩计算 |
3.3 考虑温度效应的内部动态激励表征 |
3.4 内部动态激励影响因素分析 |
3.4.1 摩擦系数对内部激励的影响 |
3.4.2 输入转矩对内部激励的影响 |
3.4.3 输入转速对内部激励的影响 |
3.5 本章小结 |
4 基于有限元法的船用齿轮系统耦合振动分析 |
4.1 引言 |
4.2 齿轮系统振动耦合分析理论 |
4.2.1 固有频率及振型 |
4.2.2 模态叠加法 |
4.3 船用齿轮系统有限元建模及模态分析 |
4.3.1 齿轮系统有限元模型 |
4.3.2 齿轮系统振动模态分析 |
4.4 齿轮系统耦合振动分析与试验研究 |
4.4.1 齿轮系统耦合振动响应分析 |
4.4.2 船用齿轮箱振动测试 |
4.5 本章小结 |
5 基于代理模型的齿轮传动系统动态性能优化 |
5.1 引言 |
5.2 齿轮传动系统动态性能优化数学模型 |
5.2.1 目标函数的建立 |
5.2.2 设计变量的选取 |
5.2.3 约束条件的确定 |
5.3 Kriging代理模型 |
5.3.1 拉丁超立方抽样 |
5.3.2 Kriging代理模型的构建 |
5.3.3 代理模型精度验证 |
5.3.4 基于Kriging代理模型的优化设计流程 |
5.4 动态性能优化及效果评估 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
C.作者在攻读学位期间获得的奖励 |
D.学位论文数据集 |
致谢 |
(2)人字齿行星传动系统动态仿真分析与动力学性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 人字齿行星传动系统内部动态激励研究现状 |
1.2.2 人字齿行星齿轮传动系统动力学和均载特性研究现状 |
1.2.3 人字齿行星传动系统动力学性能优化 |
1.3 本文的主要研究内容 |
2 人字齿行星传动系统动力学建模与动态激励分析 |
2.1 引言 |
2.2 人字齿行星传动系统刚度激励分析 |
2.2.1 外啮合齿轮啮合刚度 |
2.2.2 内啮合齿轮啮合刚度 |
2.3 人字齿行星传动系统误差激励分析 |
2.3.1 偏心误差和安装误差 |
2.3.2 齿廓误差 |
2.3.3 综合误差等效位移 |
2.4 人字齿行星传动系统动力学模型 |
2.4.1 计算模型 |
2.4.2 啮合齿轮副变形协调条件 |
2.4.3 传动系统运动微分方程 |
2.5 本章小结 |
3 人字齿行星传动系统固有特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 人字齿行星传动系统的固有特性 |
3.3 自由振动特性分析 |
3.4 人字齿行星传动系统的频响特性 |
3.5 系统刚度参数对固有频率的影响 |
3.5.1 啮合刚度对系统固有频率的影响 |
3.5.2 支撑刚度对系统固有频率的影响 |
3.5.3 左右耦合刚度对系统固有频率的影响 |
3.6 本章小结 |
4 人字齿行星传动系统动态特性与均载特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 人字齿行星传动系统动力学方程 |
4.3 人字齿行星传动系统振动响应 |
4.3.1 振动位移响应 |
4.3.2 振动速度响应 |
4.3.3 振动加速度响应 |
4.3.4 动态啮合力 |
4.4 人字齿行星传动系统的均载特性 |
4.5 误差激励对人字齿行星传动系统均载特性影响 |
4.5.1 太阳轮偏心误差对系统均载特性的影响 |
4.5.2 行星轮偏心误差对系统均载特性的影响 |
4.5.3 内齿圈偏心误差对系统均载特性的影响 |
4.5.4 综合偏心误差对系统均载特性的影响 |
4.6 其他参数对系统均载特性影响 |
4.6.1 摩擦激励对系统均载特性的影响 |
4.6.2 运行工况对系统均载特性的影响 |
4.6.3 啮合刚度对系统均载特性的影响 |
4.7 本章小结 |
5 人字齿行星传动系统动态性能优化 |
5.1 引言 |
5.2 传动系统动态性能优化方法 |
5.2.1 求解方法 |
5.2.2 动力学建模 |
5.3 人字齿行星传动系统多目标优化数学模型 |
5.3.1 目标函数的建立 |
5.3.2 约束条件 |
5.4 人字齿行星传动系统优化过程与结果 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
C.学位论文数据集 |
致谢 |
(3)基于协同近似和集合策略的多学科设计优化方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源、背景与意义 |
1.2 国内外研究现状与分析 |
1.3 本文的主要工作与结构 |
2 多学科设计优化基础理论与研究框架 |
2.1 多学科设计优化简介 |
2.2 多学科设计优化方法概述 |
2.3 本文的研究框架 |
2.4 本章小结 |
3 基于协同近似的多学科设计优化方法研究 |
3.1 常用代理模型概述 |
3.2 基于协同近似的多学科设计优化方法 |
3.3 实例验证 |
3.4 本章小结 |
4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法研究 |
4.1 多学科设计优化中的优化算法概述 |
4.2 人工蜂群算法简介 |
4.3 基于增广拉格朗日乘子法的人工蜂群算法 |
4.4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法 |
4.5 实例验证 |
4.6 本章小结 |
5 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法研究 |
5.1 基于最大变差分析的稳健设计模型 |
5.2 基于集合策略的设计优化 |
5.3 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法 |
5.4 实例验证 |
5.5 本章小结 |
6 工程应用实例 |
6.1 船舶概念多学科设计优化 |
6.2 四棍轧机多学科设计优化 |
6.3 空冷电池热管理系统多学科稳健设计优化 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 创新之处 |
7.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
(4)新能源汽车传动系统混合优化算法的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 能量管理策略研究概况 |
1.2.2 动力总成参数优化研究现状 |
1.2.3 驾驶风格研究现状 |
1.2.4 课题来源及主要研究内容 |
第二章 混合动力汽车动力总成构型与参数匹配 |
2.1 动力总成构型 |
2.2 参数匹配 |
2.2.1 整车总功率匹配 |
2.2.2 发动机参数匹配 |
2.2.3 电机参数匹配 |
2.2.4 电池参数匹配 |
2.2.5 传动比计算 |
2.3 Simulink整车模型搭建 |
2.4 模型验证 |
2.5 本章小结 |
第三章 混合动力系统逻辑门能量管理策略及优化 |
3.1 能量管理策略 |
3.2 换挡策略 |
3.3 基于粒子群算法的参数优化 |
3.4 本章小结 |
第四章 考虑驾驶模式的混合目标优化与逻辑门策略选择 |
4.1 模式边距 |
4.1.1 模式边距定义 |
4.1.2 K均值聚类 |
4.1.3 模式边距关键参数说明 |
4.2 优化与求解 |
4.2.1 逻辑门能量管理策略搭建 |
4.2.2 约束与优化范围 |
4.3 优化结果与分析 |
4.4 动力总成参数终选 |
4.5 本章小节 |
第五章 混合解耦优化算法 |
5.1 混合优化算法流程 |
5.1.1 蚁群算法 |
5.1.2 连续域下的蚁群算法 |
5.2 优化变量与优化目标的选取 |
5.3 优化结果展示 |
5.4 结果分析 |
5.5 混合优化算法有效性验证与对比 |
5.5.1 基于混合优化算法的并联混合动力汽车优化验证 |
5.5.2 基于混合优化算法的纯电动汽车优化验证 |
5.6 结果分析与讨论 |
5.7 本章小结 |
第六章 混合解耦优化算法的应用 |
6.1 基于支持向量机的逻辑门策略优化 |
6.2 基于神经网络的实时控制策略 |
6.3 本章总结 |
第七章 混合速度预测 |
7.1 基于数据库的车速预测 |
7.2 基于驾驶员sEMG的速度预测 |
7.3 混合预测器 |
7.4 神经网络实时策略 |
7.5 本章小节 |
第八章 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(5)RV减速器动力学建模与疲劳优化分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 RV减速器动力学特性研究现状 |
1.2.1 RV减速器动力学特性国外研究现状 |
1.2.2 RV减速器动力学特性国内研究现状 |
1.3 齿轮疲劳寿命研究现状 |
1.3.1 齿轮疲劳寿命国外研究现状 |
1.3.2 齿轮疲劳寿命国内研究现状 |
1.4 优化设计发展现状 |
1.4.1 优化设计国外研究现状 |
1.4.2 优化设计国内研究现状 |
1.5 论文主要内容与章节安排 |
第二章 RV减速器传动原理及模态分析 |
2.1 引言 |
2.2 RV减速器的结构及工作原理 |
2.2.1 RV减速器工作原理 |
2.2.2 减速器参数化建模 |
2.2.3 RV减速器的传动比及啮合频率计算 |
2.2.4 摆线盘与针齿啮合力计算 |
2.2.5 渐开线齿轮啮合力计算 |
2.3 基于有限元技术的减速器模态分析 |
2.3.1 模态分析理论 |
2.3.2 有限元模型建立 |
2.3.3 有限元模态分析的主要步骤 |
2.3.4 减速器整机及关键件模态分析 |
2.4 模态试验 |
2.4.1 模态试验原理 |
2.4.2 模态试验主要步骤 |
2.4.3 关键件模态试验及其结果分析 |
2.4.4 整机模态试验结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 RV减速器的动力学分析 |
3.1 引言 |
3.2 动力学仿真模型的建立 |
3.2.1 模型的简化与导入 |
3.2.2 工作环境设置 |
3.2.3 设置系统约束 |
3.2.4 碰撞参数设置 |
3.2.5 驱动及负载设置 |
3.3 动力学仿真结果分析 |
3.3.1 关键零部件速度特性分析 |
3.3.2 摆线盘与针齿之间接触力分析 |
3.3.3 齿轮啮合接触力分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 RV减速器齿轮弯曲疲劳寿命分析 |
4.1 引言 |
4.2 疲劳寿命分析理论基础及方法 |
4.2.1 疲劳累积损伤理论 |
4.2.2 疲劳寿命分析方法 |
4.2.3 疲劳载荷谱 |
4.2.4 统计计数方法 |
4.3 齿轮弯曲应力的有限元分析 |
4.3.1 静力分析有限元模型 |
4.3.2 渐开线齿轮应力 |
4.4 齿轮弯曲疲劳寿命仿真分析 |
4.4.1 齿轮副疲劳载荷谱 |
4.4.2 齿轮材料S-N曲线 |
4.4.3 齿轮弯曲疲劳寿命分析结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 RV减速器中齿轮疲劳优化设计 |
5.1 引言 |
5.2 优化设计方法 |
5.3 遗传算法理论基础 |
5.3.1 遗传算法的基本理论 |
5.3.2 遗传算法基本步骤 |
5.4 建立渐开线齿轮优化数字模型 |
5.4.1 确定目标函数 |
5.4.2 确定设计变量 |
5.4.3 确定约束条件 |
5.5 优化结果分析及验证 |
5.6 本章小结 |
第六章 全文工作总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(6)某型舰载直升机尾斜梁电动折叠系统研制(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 研究发展现状 |
1.3.1 舰载直升机 |
1.3.2 优化设计 |
1.3.3 有限元分析 |
1.4 本文研究内容 |
2 尾斜梁电动折叠系统方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 尾斜梁电动折叠系统设计要求 |
2.2.1 电动折叠系统的功能需求分析 |
2.2.2 尾斜梁电动折叠系统工作原理 |
2.2.3 尾斜梁电动折叠系统设计指标 |
2.3 尾斜梁电动折叠系统设计 |
2.3.1 折叠电动装置方案设计 |
2.3.2 折叠装置电动传动机构设计 |
2.3.3 锁销电动装置方案设计 |
2.3.4 锁销装置电动传动机构设计 |
2.4 系统其它关键部位设计 |
2.4.1 锁销电动装置滚珠丝杠设计 |
2.4.2 传感器方案设计 |
2.5 本章小结 |
3 电动传动机构混合离散变量轻量化设计 |
3.1 引言 |
3.2 齿轮参数对机构质量和安全系数的影响 |
3.3 折叠传动机构优化设计的数学建模 |
3.3.1 优化模型分析 |
3.3.2 选取设计变量 |
3.3.3 建立目标函数 |
3.3.4 确定约束条件 |
3.4 混合离散变量优化问题分析 |
3.4.1 优化分类、算法及最优性条件 |
3.4.2 分支定界算法思想及步骤 |
3.4.3 分支定界算法依据及关键点 |
3.5 折叠传动机构优化结果与分析 |
3.6 折叠传动机构最优方案设计 |
3.7 锁销传动机构最优方案设计 |
3.8 本章小结 |
4 机匣结构轻量化设计 |
4.1 引言 |
4.2 有限元静力学分析理论 |
4.2.1 静力学分析理论 |
4.2.2 分析原理和步骤 |
4.3 系统机匣有限元分析求解过程 |
4.3.1 机匣受力分析 |
4.3.2 模型建立与参数设置 |
4.3.3 网格划分 |
4.3.4 加载和边界条件 |
4.4 机匣求解结果与分析 |
4.4.1 折叠装置机匣求解结果 |
4.4.2 锁销装置机匣求解结果 |
4.4.3 机匣有限元分析总结 |
4.5 机匣轻量化优化 |
4.6 本章小结 |
5 折叠系统电动传动机构试验验证 |
5.1 引言 |
5.2 试验目的 |
5.3 试验方案与内容 |
5.3.1 折叠机构传动比验证 |
5.3.2 折叠机构负载试验 |
5.3.3 锁销机构有效行程验证 |
5.3.4 锁销机构插拔力试验 |
5.4 试验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读学位期间取得的发明专利目录 |
(7)多学科协同优化及其不确定性和多目标性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 MDO的提出 |
1.3 MDO的定义与主要内容 |
1.3.1 MDO的定义 |
1.3.2 MDO的研究内容 |
1.4 MDO的研究与应用现状 |
1.4.1 MDO方法的研究进展 |
1.4.2 MDO方法的应用 |
1.5 本文主要工作 |
第二章 协同优化和不确定性设计优化基础 |
2.1 协同优化方法的阐述 |
2.1.1 协同优化方法的基本术语 |
2.1.2 协同优化方法的结构框架 |
2.1.3 协同优化方法的数学模型及求解步骤 |
2.1.4 协同优化方法的优点 |
2.1.5 协同优化方法的缺点及改进方法 |
2.2 不确定性设计优化基础 |
2.2.1 不确定性来源及分类 |
2.2.2 不确定性的数学描述 |
2.2.3 不确定性分析方法 |
2.2.4 不确定性设计优化方法 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于松弛因子的协同优化求解方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于动态松弛的协同优化方法 |
3.2.1 基于学科间不一致信息的动态松弛方法 |
3.2.2 动态松弛方法的收敛问题 |
3.3 基于混合松弛因子的协同优化方法 |
3.3.1 混合松弛因子方法 |
3.3.2 工程算例 |
3.4 考虑变量量级的动态松弛方法 |
3.4.1 考虑变量量级的松弛因子 |
3.4.2 工程算例 |
3.5 本章小结 |
第四章 协同优化解的可行性研究 |
4.1 引言 |
4.2 协同优化最终解的可行性分析 |
4.2.1 基于松弛因子方法的协同优化解的可行性分析 |
4.2.2 基于罚函数方法的协同优化解的可行性分析 |
4.3 改良的协同优化方法 |
4.4 工程算例 |
4.5 本章小结 |
第五章 区间不确定下的鲁棒协同优化模型研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于共享设计变量的鲁棒协同优化模型 |
5.2.1 最坏情况下基于IUP的鲁棒协同优化方法 |
5.2.2 基于共享设计变量的鲁棒协同优化模型 |
5.2.3 优化算例 |
5.3 考虑模型误差的鲁棒协同优化模型 |
5.3.1 鲁棒协同优化中的模型误差分析 |
5.3.2 考虑模型误差的鲁棒协同优化模型 |
5.3.3 工程算例 |
5.4 本章小结 |
第六章 多目标协同优化求解方法的研究 |
6.1 引言 |
6.2 基于全局多目标梯度算法的协同优化方法 |
6.2.1 系统级多目标的优化模型 |
6.2.2 全局多目标梯度算法 |
6.2.3 工程算例 |
6.3 基于动态加权的多目标协同优化方法 |
6.3.1 学科级多目标的优化模型 |
6.3.2 基于动态加权的学科级目标函数处理方法 |
6.3.3 工程算例 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 论文的创新性 |
7.3 研究展望 |
论文基金资助 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表或录用的论文 |
(8)不确定性分析和结构优化新方法及其在热防护系统的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 结构可靠性分析及灵敏度分析方法 |
1.2.1 结构可靠性问题定义 |
1.2.2 结构可靠性分析方法及其发展 |
1.2.3 灵敏度分析方法 |
1.3 混合尺寸和形状设计优化 |
1.4 可靠性设计优化 |
1.5 输入不确定性分类 |
1.6 输入不确定性评估 |
1.7 可重复使用运载器热防护系统不确定性分析 |
1.7.1 热防护系统不确定性分析的发展现状 |
1.7.2 热防护系统不确定性及灵敏度分析过程 |
1.8 本文的主要研究工作 |
1.9 本文的内容安排 |
第二章 广义子集模拟可靠性分析方法及空间分割蒙特卡洛全局灵敏度分析方法 |
2.1 引言 |
2.2 单极限状态函数的子集模拟 |
2.3 多极限状态函数的广义子集模拟 |
2.3.1 基本理论概述 |
2.3.2 算法特性简介 |
2.4 全局灵敏度分析的空间分割蒙特卡洛法 |
2.5 本章小结 |
第三章 混合尺寸与形状设计优化的子集模拟优化方法 |
3.1 引言 |
3.2 问题描述 |
3.3 子集模拟优化求解混合尺寸与形状设计优化 |
3.3.1 子集模拟优化回顾 |
3.3.2 优化问题与可靠性分析问题的关系 |
3.3.3 自适应条件抽样 |
3.3.4 步骤 |
3.4 数值算例 |
3.4.1 15杆平面桁架结构 |
3.4.2 18杆平面桁架结构 |
3.4.3 39空间桁架结构 |
3.4.4 桁架式起落架结构 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于广义子集模拟的可靠性设计优化研究 |
4.1 引言 |
4.2 问题描述 |
4.3 可靠性设计优化失效概率函数的后处理近似方法 |
4.4 实验设计研究 |
4.5 应用算例 |
4.5.1 减速器算例 |
4.5.2 标准可靠性设计优化测试问题 |
4.5.3 汽车侧撞问题 |
4.6 讨论 |
4.7 本章小结 |
第五章 可重复使用运载器概念设计中非烧蚀热防护系统不确定性分析 |
5.1 引言 |
5.2 可重复使用运载器热防护系统设计 |
5.2.1 可重复使用运载器国内外发展现状简介 |
5.2.2 热防护系统设计方案发展现状 |
5.2.3 热防护系统设计理论研究及关键技术发展 |
5.3 热防护系统确定性设计 |
5.3.1 热防护系统传热分析 |
5.3.2 热防护系统厚度优化 |
5.4 不确定性分析问题描述 |
5.4.1 不确定性建模 |
5.4.2 失效模式 |
5.4.3 分析流程 |
5.5 计算结果和讨论 |
5.5.1 案例1:升力体模型 |
5.5.2 案例2:航天飞机模型 |
5.6 可靠性设计优化在热防护系统设计中的应用 |
5.7 子集模拟优化在热防护系统设计中的应用 |
5.8 本章小节 |
第六章 总结和展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 本文的主要创新点 |
6.3 未来研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、减速器的混合离散变量解耦优化算法(论文参考文献)
- [1]考虑温度效应的齿轮系统耦合振动分析及动态性能优化[D]. 赵子瑞. 重庆大学, 2019(01)
- [2]人字齿行星传动系统动态仿真分析与动力学性能优化[D]. 路星星. 重庆大学, 2019(01)
- [3]基于协同近似和集合策略的多学科设计优化方法研究[D]. 易永胜. 华中科技大学, 2019
- [4]新能源汽车传动系统混合优化算法的研究[D]. 张怡然. 合肥工业大学, 2019(01)
- [5]RV减速器动力学建模与疲劳优化分析[D]. 张红. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [6]某型舰载直升机尾斜梁电动折叠系统研制[D]. 赵冠. 重庆大学, 2018(04)
- [7]多学科协同优化及其不确定性和多目标性研究[D]. 杨丽丽. 上海交通大学, 2018(01)
- [8]不确定性分析和结构优化新方法及其在热防护系统的应用[D]. 马远卓. 南京航空航天大学, 2018
- [9]四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化[J]. 林腾蛟,曹洪,谭自然,何泽银,吕和生. 机械工程学报, 2018(11)
- [10]基于变量转换法的混合离散变量优化设计[J]. 连青惠,蓝兆辉. 机械传动, 2015(05)